一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法及系统与流程

本发明涉及主动配电网故障恢复与保护控制，特别是涉及一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法及系统。

背景技术：

1、光伏等可再生能源在配电网中的渗透率持续攀升，逐步形成极高渗透率光伏配电网形态。此类配电网不仅具备清洁低碳、能源利用效率高的优势，还能有效缓解传统化石能源依赖带来的环境压力，成为新型电力系统的重要组成部分。

2、然而，极高渗透率光伏配电网的大规模应用也面临诸多技术挑战：一方面，光伏出力受光照强度等自然因素影响呈现显著随机性与波动性，且负荷需求存在时变性特征，政府/医疗、商业、居民等不同类型负荷的用电高峰时段差异明显，导致配电网源荷功率平衡难度剧增；另一方面，电动汽车（ev）等新型可调控资源的广泛接入，使得配电网呈现“源-荷-储-车”多元素耦合特性，ev充放电行为与交通流时空分布密切相关，进一步加剧了配电网运行的复杂性。

3、在故障恢复方面，传统策略多以单一目标（如最小化失电负荷、减少开关动作次数）为导向，未统筹兼顾ev用户满意度与孤岛划分合理性，且未能有效协同光伏、储能、ev集群等多源资源的调控能力。此外，现有恢复算法常存在收敛速度慢、易陷入局部最优的问题，难以快速输出适配高渗透率光伏配电网的最优恢复方案，导致重要负荷供电恢复延迟、用户用电体验不佳。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法及系统，通过构建含光伏、储能、ev集群的孤岛故障状态模型，全面覆盖多源资源特性、负荷时序差异及逆变器动态特性，明确孤岛形成临界条件与稳定运行边界，为后续保护策略制定、协同控制优化及恢复方案求解提供基础支撑。

2、一方面，提供了一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，包括：

3、基于光伏出力模型、权重负荷模型、ev单体应急充放电模型、交通流-电力流耦合模型、ev集群聚合充放电模型、gfm逆变器并网系统暂态模型，构建极高渗透率光伏配电网孤岛故障状态模型；

4、基于所述孤岛故障状态模型，利用混合防孤岛检测方法，对配电网运行状态进行判别，识别并确认孤岛运行状态；

5、基于确认后的孤岛运行状态，构建分布式电源与储能协同控制模型；该模型包括：光储-ev协同约束体系；

6、基于孤岛运行状态和光储 - ev 协同约束体系，确定以最小化失电负荷权重、最小化开关动作次数、最大化 ev 用户满意度为优化目标，利用动态孤岛搜索与改进二进制蚁狮算法进行求解，得到多目标孤岛恢复策略。

7、优选地，根据孤岛运行状态，采用构网型逆变器功率指令约束与 vsc 多模式平滑切换技术，对孤岛系统进行保护，并实现孤岛运行与并网运行的双向平滑切换。

8、优选地，所述构网型逆变器功率指令约束通过计算有功指令约束值，并结合阶段化动态约束逻辑调整有功指令值实现。

9、优选地，所述光储-ev协同约束体系包括孤岛功率平衡约束、配电网孤岛划分拓扑约束、ev集群运行约束、光伏电源与储能运行约束、潮流与系统安全约束。

10、优选地，所述混合防孤岛检测方法为主动扰动注入和被动特征监测的双环节协同策略。

11、优选地，所述主动扰动注入和被动特征监测的双环节协同策略为：通过主动扰动注入向构网型逆变器输出功率施加微小频率扰动，得到检测结果；通过被动特征监测同步采集孤岛电压幅值、谐波畸变率及功率波动特征；当检测到电压幅值偏移超过第一预设阈值、谐波畸变率超过第二预设阈值或功率波动幅度超过第三预设阈值时，与主动扰动注入的检测结果进行交叉验证，确认孤岛状态。

12、优选地，基于ev单体应急充放电模型与交通流-电力流耦合模型，构建ev集群聚合充放电模型。

13、另一方面，提供了一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复系统，包括：

14、孤岛故障状态模型构建模块，基于光伏出力模型、权重负荷模型、ev单体应急充放电模型、交通流-电力流耦合模型、ev集群聚合充放电模型、gfm逆变器并网系统暂态模型，构建极高渗透率光伏配电网孤岛故障状态模型；

15、孤岛识别确认模块，基于所述孤岛故障状态模型，利用混合防孤岛检测方法，对配电网运行状态进行判别，识别并确认孤岛运行状态；

16、协同控制模型构建模块，基于确认后的孤岛运行状态，构建分布式电源与储能协同控制模型；该模型包括：光储-ev协同约束体系；

17、多目标孤岛恢复模块，基于孤岛运行状态和光储 - ev 协同约束体系，确定以最小化失电负荷权重、最小化开关动作次数、最大化 ev 用户满意度为优化目标，利用动态孤岛搜索与改进二进制蚁狮算法进行求解，得到多目标孤岛恢复策略。

18、再一方面，还提供了一种电子设备，包括：

19、存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及

20、处理器，用于运行所述计算机可读指令，

21、其中，所述计算机可读指令被所述处理器运行时，执行上述第一方面所述的方法。

22、再一方面，还提供了一种存储介质，非暂时性存储计算机可读指令，其中，当非暂时性计算机可读指令由计算机执行时，执行第一方面所述方法。

23、上述技术方案具有如下优点或有益效果：

24、本发明构建光伏－储能-ev集群三源协同孤岛模型，充分考虑极高渗透率下光伏出力的强随机性、负荷的时变性及ev集群与交通流的耦合特性，同时通过权重负荷系数量化负荷恢复优先级，精准刻画孤岛形成机制与稳定运行边界，为后续保护与恢复策略提供可靠支撑，大幅提升了技术方案对极高渗透率光伏配电网场景的适配能力。

25、本发明采用主动扰动注入和被动特征检测的混合检测方法，有效规避高渗透率场景下单一检测方法的盲区、误判及漏判问题，孤岛检测响应快速且精准；结合gfm逆变器功率指令约束与vsc多模式平滑切换技术，既能实现故障电流精准限流、维持功角稳定，又能保障孤岛与主网的无缝衔接，彻底解决了传统保护策略中故障限流与模式切换冲击的核心矛盾，显著提升孤岛运行安全性。

1.一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，根据孤岛运行状态，采用构网型逆变器功率指令约束与 vsc 多模式平滑切换技术，对孤岛系统进行保护，并实现孤岛运行与并网运行的双向平滑切换。

3.根据权利要求2所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，所述构网型逆变器功率指令约束通过计算有功指令约束值，并结合阶段化动态约束逻辑调整有功指令值实现。

4.根据权利要求1所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，所述光储-ev协同约束体系包括孤岛功率平衡约束、配电网孤岛划分拓扑约束、ev集群运行约束、光伏电源与储能运行约束、潮流与系统安全约束。

5.根据权利要求1所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，所述混合防孤岛检测方法为主动扰动注入和被动特征监测的双环节协同策略。

6.根据权利要求5所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，所述主动扰动注入和被动特征监测的双环节协同策略为：通过主动扰动注入向构网型逆变器输出功率施加微小频率扰动，得到检测结果；通过被动特征监测同步采集孤岛电压幅值、谐波畸变率及功率波动特征；当检测到电压幅值偏移超过第一预设阈值、谐波畸变率超过第二预设阈值或功率波动幅度超过第三预设阈值时，与主动扰动注入的检测结果进行交叉验证，确认孤岛状态。

7.根据权利要求1所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法，其特征在于，基于ev单体应急充放电模型与交通流-电力流耦合模型，构建ev集群聚合充放电模型。

8.一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的一种配电网孤岛故障识别与多目标恢复方法中的步骤。