基于源-荷-储相互作用的区域配电网中联络线故障快速自愈控制方法的研究

《Scientific Reports》：Research on a fast self-healing control method for tie-line faults in regional distribution networks based on source–load–storage interaction

　　

摘要

为了解决分布式发电在高渗透率下对区域配电网络造成的孤岛效应、复杂网络拓扑结构以及传统保护措施与稳定性控制之间协调不足的问题，本文提出了一种基于源-负载-储能协同交互的快速故障自愈控制方法。系统分析了区域配电网络在脱离主电网后的频率和电压动态特性，揭示了联络线功率交换与孤岛稳定性之间的关系。该方法构建了一个完整的快速自愈框架，包括故障隔离、孤岛检测、稳定控制以及电网重联过程，并采用主从式自愈架构实现多层次信息共享和协同决策。为应对因网络拓扑变化导致的孤岛识别难题，开发了一种基于剪枝优化搜索策略的孤岛检测方法，通过剔除不必要的低压支路提升了实时处理能力。基于枚举和电流判据的断路器位置容错机制增强了系统对开关状态异常的鲁棒性。在孤岛稳定性控制方面，采用了“调节优先与调节-减载协调”原则，优先快速调节分布式资源（如储能系统和光伏发电）。仿真和现场测试表明，与传统减载策略相比，该方法可将恢复时间缩短50%以上（从6.8秒降至3.2秒），将频率偏差控制在0.15赫兹以内，并将负荷损失降低12%。这些结果验证了该方法在区域配电网络中实现实时全流程动态自愈的有效性、鲁棒性和实际应用价值。