本发明属于电力系统评估，特别是涉及一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法。
背景技术：
1、随着可再生能源技术发展和环保要求的提升，现代小型配电网，特别是农场配电网中包含大量以光伏和沼气为主的分布式能源。由于这类配电网可再生能源装机容量相对较大，负荷需求相对较小，分布式能源可以较长时间维持系统的运行，使系统具备一定的弹性。建立考虑此类配电网运行特性的弹性分析方法，对于评估系统状态，发掘系统潜力，优化系统运行等方面具有重要意义。
2、目前，配电网弹性评估方法主要是通过配电网含有的资源以及故障时系统相关指标的动态变化进行弹性综合评估。这种方法虽然可以对系统弹性进行主观上的描述，但是由于缺乏系统故障恢复方法，只是通过静态指标和故障数据进行判断，缺乏对系统弹性评估的客观真实性。近年来，随着分布式能源使用量的提升以及信息融合技术的发展，对有源配电网的弹性评估的研究又得到了进一步地发展。
3、目前，有源配电网弹性评估方法存在的问题主要有：配电网故障时的系统弹性难以量化；弹性指标体系构建主观性强，缺乏具有普适性的弹性评估体系；弹性的评估与提升措施与现有的配电网评估与优化方法适配性较差。因此研究有源配电网故障恢复方法并提取相关的指标量化系统弹性不仅具有理论研究价值，而且对于工程实践具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本发明目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提出一种光沼能源孤岛支撑的农场配电网弹性评估方法，以量化分布式光伏电源和沼气发电机组在孤岛支撑方面对配电网弹性的提升效果，分析不同弹性评估指标变化后对含光沼能源配电网的影响程度。
2、为了实现本发明目的，本发明公开了一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，包括以下步骤：
3、步骤1、获取配电网的运行信息；
4、步骤2、根据步骤1获取的配电网的运行信息，构建含光沼能源的配电网孤岛故障恢复模型，所述孤岛故障恢复模型通过输入孤岛的运行状态量和设备状态量，构建系统稳定判据，以所述判据为基础确定该孤岛故障恢复阶段所采取的调度策略，包括源荷调度量、电能质量治理装置投切情况、配电线路和变压器的保护动作情况；
5、步骤3、根据步骤2建立的孤岛故障恢复模型，构建含光沼能源的配电网孤岛支撑模型，所述孤岛支撑模型根据配电网的运行规程和源荷运行特性，构建孤岛构网能力检测判据，根据配电网故障前的运行状态量、设备状态量和故障位置，筛选出具有构网能力的孤岛；然后将这些孤岛的相关信息输入故障恢复模型，确定孤岛在故障中动态特性；最后通过预期故障恢复时间，计算孤岛的稳定过程和稳定状态；
6、步骤4、根据步骤3建立的含光沼能源的配电网孤岛支撑模型，构建弹性系数计算方法，所述弹性系数计算方法通过给定配电网的故障场景，根据配电网孤岛支撑模型，针对光沼进行孤岛支撑和不进行孤岛支撑的情况，分别计算配电网的稳定过程和稳定状态，以此计算弹性系数；
7、步骤5、根据步骤4建立的弹性系数计算方法，建立系统综合弹性期望计算方法，所述系统综合弹性期望计算方法通过系统内线路故障情况，生成系统故障场景集，根据弹性系数计算方法分别计算每个故障场景的弹性系数，进而计算出系统综合弹性期望，实现配电网的弹性评估。
8、进一步地，步骤1中，电网的运行信息包括系统频率和电压的容许波动范围、各节点负荷的预测量、负荷的重要程度、负荷最大调度量及最小投切量、各配电线路和变压器的额定容量、各线路的故障概率和预期故障修复时间、根网型和构网型分布式能源的种类、数量和位置、构网型分布式能源的暂态稳定裕度、分布式能源和储能的最大输出功率。
9、进一步地，步骤2中，孤岛故障恢复模型具体如下：
10、对孤岛进行光沼能源孤岛支撑的农场配电网弹性评估方法顿拉夫逊法潮流分析，判断潮流是否收敛，若潮流方程不收敛，则认为孤岛面临电压崩溃现象，对网络进行甩负荷操作，通过对系统频率、节点电压和设备容量约束进行松弛化并进行优化潮流计算，求得潮流可解的初始状态，返回配电网的调度方案作为甩负荷方案、更新初始状态，重新对该孤岛进行潮流分析；如果优化潮流仍然无解，则认为该孤岛无法供电，关闭该孤岛的所有设备，并标记当前的孤岛为稳定状态；
11、根据求得的潮流可解的初始状态，对孤岛进行潮流分析，并将求得的系统状态量分别与系统的频率、电压、负载稳定判据进行比较，确定不满足约束条件的系统状态量，构建对应指标的恢复方案，标记当前的孤岛为故障持续状态并返回对应的调度方案，重新进行故障恢复直到满足所有约束，标记当前的孤岛为故障结束状态并返回对应的调度方案作为该孤岛的最终故障恢复方案。
12、进一步地，步骤2中，系统稳定判据具体如下：
13、配电网稳定需要关注的运行状态有频率、电压和功率，根据上述三项系统状态量，建立配电网状态判据
14、
15、式中pl,i和pg,i为节点i的负荷和分布式电源有功功率，δpl,i和δpg,i为节点i的负荷和分布式电源有功功率调整量，vi为节点i的电压，vi,max和vi,min为节点i的电压的偏移范围，sb,j和sbmax,j为线路j的载荷和额定容量，st,m和stmax,m为变压器m的载荷和额定容量。
16、进一步地，步骤3中，含光沼能源的配电网孤岛支撑模型具体计算步骤如下：
17、步骤3-1、当系统发生故障并导致线路，确定与上级电网相连的部分和孤岛部分；
18、步骤3-2、应用分布式能源构网能力检测判据，对步骤3-1中确定的每个孤岛进行构网能力检测，筛选出通过检测的部分并进行编号；
19、步骤3-3、将与上级电网相连的部分和通过步骤3-2检测的孤岛分别代入孤岛故障恢复模型，求得每个区域是否满足系统稳定运行要求与不满足要求时系统恢复稳定所需的调度方案；
20、步骤3-4、收集步骤3-3中与上级电网相连的部分与孤岛的返回信息，若存在孤岛不满足稳定运行要求，则根据步骤3-3中这些孤岛对应的调度方案来更新系统的故障场景，跳转到步骤3-1重新开始故障恢复；若所有独立部分均满足稳定运行要求，则认为配电网故障恢复成功，跳转到步骤3-5；
21、步骤3-5、计算上级电网相连的部分与孤岛的供电缺额。
22、进一步地，步骤3-2，应用分布式能源构网能力检测判据具体如下：
23、构网能力检测判据为：若该孤岛存在构网型分布式能源，且系统内源荷可调节功率满足构网需求时，则认为该孤岛具备独立构网运行能力；构网需求包括功率平衡需求和调节裕度需求，功率平衡需求为：
24、
25、式中sl,i和sg,i为节点i的负荷和分布式电源功率，δsl,i和δsg,i为节点i的负荷和分布式电源功率调整量，该式表示孤岛的源荷经调整后应能够使分布式电源向所有负荷供电；调节裕度约束为
26、
27、式中，sgmax,i为节点i的分布式能源最大出力，γ为分布式电源稳定电压和频率所需的调节裕度。
28、进一步地，步骤4中，弹性系数计算方法具体如下：
29、步骤4-1、将配电网负荷按照现场实际的重要程度评定体系分为k个等级，对于重要程度为k∈k的负荷赋予权重λk；根据含光沼能源的配电网孤岛支撑模型计算配电网从故障从开始到结束时各重要程度的负荷预测总用电量wf.k和负荷实际总用电量wr.k；
30、步骤4-2、根据步骤4-1获得的权重、负荷预测值和实际值计算弹性供电指数γ，计算方法如下所示：
31、
32、步骤4-3、保持步骤4-1的故障场景不变，将配电网内的所有分布式能源设置为不可参与构网，再次计算配电网从故障从开始到结束时各重要程度的负荷预测总用电量w′f.k和负荷实际总用电量w′r.k，并计算对应的弹性供电指数γ′；
33、步骤4-4、将步骤4-2和步骤4-3获得的弹性供电指数做差，求得该故障场景的δγ弹性系数，计算方法如下所示：
34、δγ＝γ-γ′。
35、进一步地，步骤5中，系统综合弹性期望计算方法具体如下：
36、步骤5-1、根据系统的历史统计数据和预测信息，获取系统所有线路的故障概率σj及对应线路故障时的弹性系数δγj；
37、步骤5-2、根据步骤步骤5-1中获得的故障概率和弹性系数，计算有源配电系统的综合弹性期望指标ζ，计算方法如下所示：
38、ζ＝∑σjδγj
39、利用综合弹性期望指标ζ即能够实现对有源配电网的弹性评估。
40、与现有技术相比，本发明的显著进步在于：本发明在实现有源配电网光沼分布式能源孤岛支撑故障恢复的同时能够将抽象的弹性指标转换为具体的综合弹性期望值，可嵌入各种弹性指标体系、系统评估体系和系统优化体系，具备较好的普适性、可靠性和客观性，可广泛应用于各类工程实践。
41、为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
1.一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤1中，电网的运行信息包括系统频率和电压的容许波动范围、各节点负荷的预测量、负荷的重要程度、负荷最大调度量及最小投切量、各配电线路和变压器的额定容量、各线路的故障概率和预期故障修复时间、根网型和构网型分布式能源的种类、数量和位置、构网型分布式能源的暂态稳定裕度、分布式能源和储能的最大输出功率。
3.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤2中，孤岛故障恢复模型具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤2中，系统稳定判据具体如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤3中，含光沼能源的配电网孤岛支撑模型具体计算步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤3-2，应用分布式能源构网能力检测判据具体如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤4中，弹性系数计算方法具体如下：
8.根据权利要求1所述的一种基于光沼分布式能源孤岛支撑的有源配电网弹性评估方法，其特征在于，步骤5中，系统综合弹性期望计算方法具体如下：
