基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统

摘要

本发明公开基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，涉及电网控制技术领域，包括：供电电源，通过变压器对接入电网的中压配电网进行电压转换输出作为电网供电电源；配电柜，与供电电源的输出端连接用于接入负载和分布式电源；分支配电柜，与配电柜的输出端连接用于接入负载和分布式电源，包括智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关；自愈边缘节点网关，用于将分支配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；台区边缘节点网关，用于将配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；负荷迁移边缘节点网关。本发明优化低压配电的结构，提高供电可靠性，提升客户满意度，推动电力行业创新应用，促进清洁能源消纳、节能降碳。

权利要求

1.基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，包括：供电电源，通过变压器对接入电网的中压配电网进行电压转换输出作为电网供电电源；

配电柜，与供电电源的输出端连接用于接入负载和分布式电源；

分支配电柜，与配电柜的输出端连接用于接入负载和分布式电源，包括智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关；

自愈边缘节点网关，用于将分支配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；

台区边缘节点网关，用于将配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；

负荷迁移边缘节点网关，按照负荷迁移、电压均衡、环网自愈的自适应算法通过自动或指令控制智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关的合分，将电网、分布式新能源、用户负荷多端互联情况下的负荷在不同配电台区之间迁移，实现电网供电、新能源发电、负荷用电的“网源荷”低压配电区域内部供需平衡和电压均衡控制；

所述负荷迁移边缘节点网关采用虚拟终端和多源异构数据交互建立的配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型，通过环网节点内嵌的同期检定实现停电或不停电模式负荷迁移的自适应判定，并引入线路和变压器等设备过载、轻载因子，解决负荷迁移过程中发生短路和过载，实现约束条件下自动或指令控制的负荷迁移操作；

所述负荷迁移为LATS迁移切换模式，具体为：

电网变压器LATS功率迁出边界控制计算：LRn >= LRfn           （5）电网变压器LATS功率迁入功率计算：TMPm =TPm+KPn              （6）电网变压器LATS功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm < LRfm       （7）线路LATS功率迁出边界控制计算：KPn >= KPfn                  （8）线路LATS功率迁入边界控制计算：KPn=

以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的一条线路负荷迁出、迁入的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式(15)输出作为控制出口操作LAST智能负荷迁移切换开关的动作，实现负荷在4个变电台区之间的迁出和迁入，公式（5）、（6）、（7）计算迁出和迁入时变压器约束条件，公式（8）、（9）计算迁出和迁入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（15）输出；

所述负荷迁移为自愈环网分支SHR模式还包括：

合格电压条件下的最大电压计算：

Max(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)

Min(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)>Vmin           （18）合格电压条件下的最小压差控制：

Min（BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)         （19）V11、V21、V31、V41为配电柜母线电压，BV1、BVn、BVm为分支柜母线电压；Vmax合格电压上限，Vmin合格电压下限；BCn‑1、BCn‑2为智能自愈迁移开关；

在满足合格电压的情况下，以开环点两侧最小电压差为计算目标，增加电压均衡约束条件下的SHR负荷迁移控制，以平衡的电压分布；

所述负荷迁移为自愈环网分支SHR模式还包括：

合格电压条件下的压差限值控制：

（BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)

在不计及负荷迁移触发条件下，针对电压不均衡分布越界按公式（20）计算控制负荷迁移，实现环网电压的均衡分布。

2.根据权利要求1所述的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，所述自愈边缘节点网关和台区边缘节点网关通过以太网、RS232/485通信接口采用光纤、双绞线、无线的方式中的一种或多种接入负荷迁移边缘节点网关。

3.根据权利要求1所述的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，所述配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型的前置触发和边界约束条件为：配电柜负载功率计算：KP=∑KPn                             （1）配电柜发电功率计算：GP=∑GPn1                            （2）分支柜负载功率计算：BLP =∑BLPn                           （3）分支柜发电功率计算：BGP =∑BGPn‑1                         （4）其中，KP为线路功率，GPn1为配电柜发电功率，BLPn为分支柜负载功率；BGPn‑1为分支柜发电功率；

模型运行时公式按周期运行计算，周期时长可以根据预设的性能指标设定，触发约束设置使能软压板。

4.根据权利要求1所述的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，所述负荷迁移为自愈环网分支SHR模式，具体为：电网变压器SHR功率迁出边界控制计算：LRn>=LRfn               （10）电网变压器SHR功率迁入功率计算：TMPm=TPm+BLPn+BGPn‑1      （11）电网变压器SHR功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm=KPfn                  （13）线路SHR功率迁入边界控制计算：KPm+BLPn+BGPn‑1=

OPEN/CLOS=Logic[(10),(11),(12),(13),(14),(16)]*LM*SYN     （16）LRn配电柜负载功率，LRfn变压器负载率约束因子限值，TMPm变压器迁入预测功率，TPm变压器功率，BLPn分支柜负载功率，BGPn‑1分支柜发电功率，TPrm变压器额定功率，LRfm变压器负载率约束因子限值，KPn线路功率，KPfn线路功率约束因子，KPm线路功率，KPfm线路功率约束因子限值，LM停电/不停电迁移模式开关，SYN自愈迁移同期约束因子限值；OPEN/CLOSE为迁移控制；

公式（10）、（11）、（12）、（13）、（14）、（16）用于自愈环网分支SHR模式下负荷迁移控制计算；以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的自愈环网线路上一个分支节点负荷迁入、迁出的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式(16)输出作为控制出口操作SHR智能自愈迁移开关的动作，实现分支节点负荷在2个变电台区之间的迁出和迁入，公式（10）、（11）、（12）计算迁出和嵌入时变压器约束条件，公式（13）、（14）计算迁出和嵌入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（16）才能输出。

5.根据权利要求4所述的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，还包括自愈控制模块，用于实现故障检测、故障隔离、恢复供电的自愈控制，恢复供电自愈控制加入变压器和线路过载约束因子并由公式（10），（11）、（12）、（13）、（14）、（16）的计算结果触发恢复供电的控制。

6.根据权利要求1所述的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，其特征在于，所述台区边缘节点网关通过光纤与负荷迁移边缘节点网关连接，所述自愈边缘节点网关之间通过光纤环网连接，且自愈边缘节点网关与负荷迁移边缘节点网关连接。

说明书

基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电网控制技术领域，具体涉及基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统。

背景技术

[0002] 分布式新能源的建设和消纳已成为未来电力市场首要的发展方向和目标，与采用传统的大型发电厂、长距离输电、高电压变电，再由配电、用电构成的电力生产、使用的方式有非常大区别的分布式新能源，一般都是小容量、贴近用电负荷的分布安装，可以接入到低压配电网直接供电到用电负荷，实现发电即用电的模式，其效率和效益优于传统的电力生产模式。

[0003] 但光伏、风电这些绿色能源完全依赖自然条件产生电力能源，最大的弱点是发电功率不可控，环境的变化导致发电功率的随机性，如果只是依赖新能源作为供电手段，必将引发供电的不稳定性，无法保障用户正常的用电。

[0004] 将分布式新能源接入电网公司的低压配电网，是目前实现新能源发电及用电的一个主要途径，但配电网处于电力系统的末端环节，面向广大用户，其运行状况直接影响用户体验和供电可靠性。当前配电台区低压故障，仅依靠人工现场排查、隔离、恢复供电，存在排查难、恢复供电耗时长问题，已经无法满足低压用户对高可靠性供电服务需求，再接入发电功率随机性高的新能源和强冲击负荷的电动汽车充电桩时，其供电的稳定性和可靠性将面临巨大的挑战。同时伴随新型电力系统建设，分布式光伏、充电桩等设备的大规模接入，台区能源形式及负荷种类越来越多，由于能源侧与负荷侧供需不平衡、随机性强，出现了局部配电网新能源消纳能力不足甚至无法接入消纳、台区阶段性发生重过载等影响稳定供电的问题，并且随着电动汽车发展，充电桩等冲击性负荷进一步引发了变压器容量限制、电压波动等，带来了台区损耗过高、经济运行问题，增加了电网供电成本。

[0005] 如何在现有的供配电结构体系下有效地解决上述问题，是新型电力系统研究、发展的方向和亟待解决的课题。

发明内容

[0006] 为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提供基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统。

[0007] 本发明提出的技术方案为：

[0008] 基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，包括：

[0009] 供电电源，通过变压器对接入电网的中压配电网进行电压转换输出作为电网供电电源；

[0010] 配电柜，与供电电源的输出端连接用于接入负载和分布式电源；

[0011] 分支配电柜，与配电柜的输出端连接用于接入负载和分布式电源，包括智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关；

[0012] 自愈边缘节点网关，用于将分支配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；

[0013] 台区边缘节点网关，用于将配电柜接入负荷迁移边缘节点网关；

[0014] 负荷迁移边缘节点网关，按照负荷迁移、电压均衡、环网自愈的自适应算法通过自动或指令控制智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关的合分，将电网、分布式新能源、用户负荷多端互联情况下的负荷在不同配电台区之间迁移，实现电网供电、新能源发电、负荷用电的“网源荷”低压配电区域内部供需平衡和电压均衡控制。

[0015] 作为本发明的进一步技术方案为，所述自愈边缘节点网关和台区边缘节点网关通过以太网、RS232/485通信接口采用光纤、双绞线、无线的方式中的一种或多种接入负荷迁移边缘节点网关。

[0016] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移边缘节点网关采用虚拟终端和多源异构数据交互建立的配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型，通过环网节点内嵌的同期检定实现停电或不停电模式负荷迁移的自适应判定，并引入线路和变压器等设备过载、轻载因子，解决负荷迁移过程中发生短路和过载，实现约束条件下自动或指令控制的负荷迁移操作。

[0017] 作为本发明的进一步技术方案为，所述配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型的前置触发和边界约束条件为：

[0018] 配电柜负载功率计算：KP=∑KPn                             （1）

[0019] 配电柜发电功率计算：GP=∑GPn1                            （2）

[0020] 分支柜负载功率计算：BLP =∑BLPn                           （3）

[0021] 分支柜发电功率计算：BGP =∑BGPn‑1                         （4）

[0022] 其中，KP为线路功率，GPn1为配电柜发电功率，BLPn为分支柜负载功率；BGPn‑1为分支柜发电功率；

[0023] 模型运行时公式按周期运行计算，周期时长可以根据预设的性能指标设定，触发约束设置使能软压板。

[0024] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移为LATS（Load And Transfer System，负荷迁移系统）迁移切换模式，具体为：

[0025] 电网变压器LATS功率迁出边界控制计算： LRn >= LRfn           （5）

[0026] 电网变压器LATS功率迁入功率计算：TMPm =TPm+KPn              （6）

[0027] 电网变压器LATS功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm < LRfm       （7）

[0028] 线路LATS功率迁出边界控制计算：KPn >= KPfn                  （8）

[0029] 线路LATS功率迁入边界控制计算：KPn=

[0030] LATS功率迁移约束控制：OPEN/CLOS=Logic[ (5), (6), (7), (8), (9)] （15）[0031] 其中，LPn为配电柜负载功率，LRfn为变压器负载率约束因子限值；TMPm为变压器迁入预测功率，TPm为变压器功率，KPn为线路功率，TPrm为变压器额定功率，LRfm为变压器负载率约束因子限值，KPfn为线路功率约束因子限值，KPfm为线路功率约束因子限值；

[0032] 以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的一条线路负荷迁出、迁入的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式(15)输出作为控制出口操作LATS智能负荷迁移切换开关的动作，实现负荷在4个变电台区之间的迁出和迁入，公式（5）、（6）、（7）计算迁出和迁入时变压器约束条件，公式（8）、（9）计算迁出和迁入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（15）输出。

[0033] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移为自愈环网分支SHR（Self—healing ring network，自愈环形网）模式，具体为：

[0034] 电网变压器SHR功率迁出边界控制计算：LRn>=LRfn               （10）

[0035] 电网变压器SHR功率迁入功率计算：TMPm=TPm+BLPn+BGPn‑1      （11）

[0036] 电网变压器SHR功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm

[0037] 线路SHR功率迁出边界控制计算：KPn>=KPfn                      （13）[0038] 线路SHR功率迁入边界控制计算：KPm+BLPn+BGPn‑1=

[0039] SHR功率迁移停电/不停电和同期约束控制：

[0040] OPEN/CLOS=Logic[(10),(11),(12),(13),(14),(16)]*LM*SYN     （16）

[0041] LRn配电柜负载功率，LRfn变压器负载率约束因子限值，TMPm变压器迁入预测功率，TPm变压器功率，BLPn分支柜负载功率，BGPn‑1分支柜发电功率，TPrm变压器额定功率，LRfm变压器负载率约束因子限值，KPn线路功率，KPfn线路功率约束因子限值，KPm线路功率，KPfm线路功率约束因子限值，LM停电/不停电迁移模式开关，SYN（synchronism，同步）自愈迁移同期约束因子限值；OPEN/CLOSE为迁移控制；

[0042] 公式（10）、（11）、（12）、（13）、（14）、（16）用于自愈环网分支SHR模式下负荷迁移控制计算；以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的自愈环网线路上一个分支节点负荷迁入、迁出的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式(16)输出作为控制出口操作SHR智能自愈迁移开关的动作，实现分支节点负荷在2个变电台区之间的迁出和迁入，公式（10）、（11）、（12）计算迁出和嵌入时变压器约束条件，公式（13）、（14）计算迁出和嵌入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（16）才能输出。

[0043] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移为自愈环网分支SHR模式还包括：

[0044] 合格电压条件下的最大电压计算：

[0045] Max(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)

[0046] 合格电压条件下的最小电压计算：

[0047] Min(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)>Vmin           （18）

[0048] 合格电压条件下的最小压差控制：

[0049] Min（BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)         （19）

[0050] V11,V21,V31,V41为配电柜母线电压，BV1,BVn,BVm 为分支柜母线电压；Vmax合格电压上限, Vmin合格电压下限；BVn, BVm为分支柜母线电压，BCn‑1、 BCn‑2为智能自愈迁移开关；

[0051] 在满足合格电压的情况下，以开环点两侧最小电压差为计算目标，增加电压均衡约束条件下的SHR负荷迁移控制，以平衡的电压分布。

[0052] 作为本发明的进一步技术方案为，所述负荷迁移为自愈环网分支SHR模式还包括：

[0053] 合格电压条件下的压差限值控制：

[0054] （BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)

[0055] BVn，BVm分支柜母线电压，BCn‑1，BCn‑2为智能自愈迁移开关，Vd电压不均衡限值；

[0056] 在不计及负荷迁移触发条件下，针对电压不均衡分布越界按公式（20）计算控制负荷迁移，实现环网电压的均衡分布。

[0057] 作为本发明的进一步技术方案为，还包括自愈控制模块，用于实现故障检测、故障隔离、恢复供电的自愈控制，恢复供电自愈控制加入变压器和线路过载约束因子并由公式（10），（11）、（12）、（13）、（14）、（16）的计算结果触发恢复供电的控制。

[0058] 作为本发明的进一步技术方案为，所述台区边缘节点网关通过光纤与负荷迁移边缘节点网关连接，所述自愈边缘节点网关之间通过光纤环网连接，且自愈边缘节点网关与负荷迁移边缘节点网关连接。

[0059] 本发明的有益效果为：

[0060] 1、优化低压配电的结构：在一个或多个低压配电台区直接接入分布式新能源并通过负荷迁移提升新能源消纳能力、降低台区重过载，尤其是在分布式光伏全功率发电的情况下，通过负荷迁移，尽可能实现光伏能源最大化利用，避免光伏发电功率倒送及电压越限问题；在晚间电动汽车充电等阶段性大负荷同时无光伏发电功率电源时，以柔性不停电合环方式，有效迁移过载负荷，避免发生变压器重过载导致停电或设备事故。

[0061] 2、提高供电可靠性：通过台区间的多端互联和自适应控制逻辑，能够实现供电自愈，大幅缩减故障隔离、供电恢复时间，多端互联配电网的任何一段电缆电缆故障只会导致该段电缆供电范围内的用户2‑3秒的停电并马上自动恢复供电；考虑分布式能源接入，该保护控制逻辑实现了环网节点独立的区内外故障判断和故障切除跳闸、恢复供电环的控制，简化了多级线路保护定值区间划分，缩小事故停电的范围。

[0062] 3、提升客户满意度：自愈型数字赋能的低压配电网可实现最小停电范围锁定，快速隔离故障点，恢复非故障区域，减少故障排查时间，减少客户停电时户数；可主动掌握停电信息主动高效抢修。

[0063] 4、推动电力行业创新应用：“绿色高效、柔性开放、数字赋能的新型精准低压配电网”以极低成本、创新思维实现了电能质量治理、源荷跨台区快速均衡、失电支援等协调控制，可在城市新型配电系统中规模化推广应用。

[0064] 5、促进清洁能源消纳、节能降碳：通过“网源荷”多端供需平衡策略下的负荷迁移技术，实现分布式光伏最大化生产及就地消纳，实现新能源灵活消纳与智能控制、台区能源自治与电能质量优化。

附图说明

[0065] 图1为本发明提出的基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统结构图；

[0066] 图2为本发明提出的基于负荷迁移策略实现“网源荷”多端互联低压配电网负荷平衡和电压均衡的结构模型图；

[0067] 图3为本发明提出的“网源荷”多端互联控制系统结构图。实施方式

[0068] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

[0069] 本发明公开了一种基于负荷迁移策略实现“网源荷”负荷平衡和电压均衡的多端互联低压配电网控制系统，其建立的模型可以为构建一种“网源荷”聚合域模型，将电网供电（网），分布式光伏、风电、电动车充电桩、储能等新能源（源），用户负荷（荷）聚合为可以自行平衡消纳的电网边缘区域，为新型电力系统在低压配电网络的实现提出了一种可实施的技术方法。

[0070] 参见图1，基于负荷迁移策略的网源荷多端互联低压配电网控制系统，包括：

[0071] 供电电源100，通过变压器对接入电网的中压配电网进行电压转换输出作为电网供电电源；

[0072] 配电柜200，与供电电源的输出端连接用于接入负载和分布式电源，

[0073] 分支配电柜300，与配电柜的输出端连接用于接入负载和分布式电源，包括智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关；

[0074] 自愈边缘节点网关400，用于将分支配电柜接入负荷迁移边缘节点网关，

[0075] 台区边缘节点网关500，用于将配电柜接入负荷迁移边缘节点网关，

[0076] 负荷迁移边缘节点网关600，按照负荷迁移、电压均衡、环网自愈的自适应算法通过自动或指令控制智能负荷迁移切换开关和智能自愈迁移开关的合分，将电网、分布式新能源、用户负荷多端互联情况下的负荷在不同配电台区之间迁移，实现电网供电、新能源发电、负荷用电的“网源荷”低压配电区域内部供需平衡和电压均衡控制。

[0077] 参见图2，为本发明的一具体实施例结构图，模型中的4台变压器T11、T21、T31、T41作为电网供电电源由6‑20KV接入电网的中压配电网，变压器的400V低压侧接入D11、D21、D31、D41配电柜，配电柜接入负载和分布式电源，4个配电柜通过智能负荷迁移切换开关LATS1、LATS2和一组配置“手拉手”BC1‑1、BC1‑2、BCn‑1、BCn‑2、BCm‑1、BCm‑2智能自愈迁移开关构成的分支配电柜实现4个配电台区的互联，分支配电柜接入负载和分布式电源；智能负荷迁移切换开关（LATS1、LATS2）、智能自愈迁移开关（BC1‑1、BC1‑2、BCn‑1、BCn‑2、BCm‑1、BCm‑2）经自愈边缘节点网关BS1、BSn、BSm，配电柜的智能开关经EGW10、EGW20、 EGW30、EGW40台区边缘节点网关，通过光纤互联接入负荷迁移边缘节点网关LEGW01；负荷迁移边缘节点网关按照负荷迁移、电压均衡、环网自愈的自适应算法通过自动或指令控制智能负荷迁移切换开关（LATS1、LATS2）和智能自愈迁移开关（BC1‑1、BC1‑2、BCn‑1、BCn‑2、BCm‑1、BCm‑2）的合分，将电网、分布式新能源、用户负荷多端互联情况下的负荷在不同配电台区之间迁移，实现电网供电、新能源发电、负荷用电的“网源荷”低压配电区域内部供需平衡和电压均衡控制；

[0078] 其中，标识名称及逻辑参数定义如下：

[0079] LEGW01 为负荷迁移边缘节点网关；EGW10、EGW20、 EGW30、EGW40为台区边缘节点网关；BS1、BSn、BSm 为自愈边缘节点网关；GS11, GS12, GS13, GS14为电网供电电源，电压范围6KV‑20KV；T11, T21, T31, T41为配电变压器，实现中压与低压的变换连接；D11, D21, D31, D41为400V智能配电柜；B1, Bn, Bm为400V智能自愈迁移分支配电柜；

[0080] 参见图3，为本发明提出的“网源荷”多端互联控制系统结构图，台区边缘节点网关通过光纤与负荷迁移边缘节点网关连接，所述自愈边缘节点网关之间通过光纤环网连接，且自愈边缘节点网关与负荷迁移边缘节点网关连接。

[0081] 其中，V11, V21, V31, V41为配电柜的母线电压；BV1, BVn, BVm为分支配电柜的母线电压；LATS1（‑1、‑2）和LATS2（‑1、‑2）为智能负荷迁移切换开关，4个变电台区分为两组；BC1‑1, BC1‑2, BCn‑1, BCn‑2, BCm‑1, BCm‑2为智能自愈迁移开关，将多端的配电网络互联；G11、G21、G31、G41为接入配电柜的智能分布式新能源发电设备或电动车充电桩；BG1‑1、BGn‑1、BGm‑1为接入分支配电柜的智能分布式新能源发电设备或电动车充电桩；
K11、K12、K13, K21、K22、K23, K31、K32、K33, K41、K42、K43为智能网源荷开关；BL1‑1、BL1‑x，BLn‑1、BLn‑x，BLm‑1、BLm‑x为智能网源荷分支开关；BS1, BSn, BSm为开关柜。

[0082] 负荷迁移控制系统由一个负荷迁移边缘节点网关、4个台区边缘节点网关、n/m个自愈边缘节点网关、智能自愈迁移开关、智能迁移切换开关、智能网源荷开关、其它智能终端和传感器并通过以太网、RS232/485通信接口采用光纤、双绞线、无线的方式构成一个分布型全数字化的保护监控系统；负荷迁移边缘节点网关采用虚拟终端和多源异构数据交互建立的配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型，通过环网节点内嵌的同期检定实现停电或不停电模式负荷迁移的自适应判定，并引入线路和变压器等设备过载、轻载因子，解决负荷迁移过程中发生短路和过载，实现约束条件下自动或指令控制的负荷迁移操作，迁移控制有LATS迁移切换和SHR自愈迁移两种模式。

[0083] 参数定义如下：

[0084] 变压器额定功率TPr1、TPr2、TPr3、TPr4；变压器功率TP1、TP2、TP3、TP4；变压器负载率LR1、LR2、LR3、LR4；变压器负载率约束因子限值LRf1、LRf2、LRf3、LRf4；线路功率KP1、KP2、KP3、KP4；线路功率约束因子限值KPf1、KPf2、KPf3、KPf4；自愈环分支线路功率BCP1‑1、BCP1‑2、BCPn‑1、BCPn‑2、BCPm‑1、BCPm‑2；约束因子限值BCPf1‑1、BCPf1‑2、BCPfn‑1、BCPfn‑2、BCPfm‑1、BCPfm‑2；配电柜发电功率GP11、GP21、GP31、GP41；分支柜发电功率BGP1‑1、BGPn‑1、BGPm‑1；配电柜负载功率LP1、LP2、LP3、LP4；分支柜负载功率BLP1、BLPn、BLPm；停电/不停电迁移模式开关LM；自愈迁移同期约束因子限值SYN；变量n、m、x、k；变压器迁入预测功率TMP；迁移控制OPEN/CLOSE；配电柜母线电压V11, V12, V13, V14；分支柜母线电压BV1, BVn, BVm；合格电压上限Vmax，下限Vmin；电压不均衡限值Vd。

[0085] 其中，配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型的前置触发和边界约束条件为：

[0086] 配电柜负载功率计算：KP =∑KPn                             （1）

[0087] 配电柜发电功率计算：GP =∑GPn1                            （2）

[0088] 分支柜负载功率计算：BLP =∑BLPn                           （3）

[0089] 分支柜发电功率计算：BGP =∑BGPn‑1                         （4）

[0090] 模型运行时公式按周期运行计算，周期时长可以根据预设的性能指标设定，触发约束设置使能软压板。

[0091] 本发明实施例中，负荷迁移为LATS迁移切换模式，具体为：

[0092] 电网变压器LATS功率迁出边界控制计算： LRn >= LRfn           （5）

[0093] 电网变压器LATS功率迁入功率计算：TMPm =TPm+KPn          （6）

[0094] 电网变压器LATS功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm < LRfm    （7）

[0095] 线路LATS功率迁出边界控制计算：KPn >= KPfn                 （8）

[0096] 线路LATS功率迁入边界控制计算：KPn=

[0097] LATS功率迁移约束控制：OPEN/CLOS=Logic[ (5), (6), (7), (8), (9)] （15）[0098] 以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的一条线路负荷迁出、迁入的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式(15)输出作为控制出口操作LAST智能负荷迁移切换开关的动作，实现负荷在4个变电台区之间的迁出和迁入，公式（5）、（6）、（7）计算迁出和迁入时变压器约束条件，公式（8）、（9）计算迁出和迁入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（15）输出。

[0099] 本发明实施例中，负荷迁移为自愈环网分支SHR模式，具体为：

[0100] 电网变压器SHR功率迁出边界控制计算：LRn>=LRfn               （10）

[0101] 电网变压器SHR功率迁入功率计算：TMPm=TPm+BLPn+BGPn‑1（11）

[0102] 电网变压器SHR功率迁入边界控制计算：TMPm/TPrm

[0103] 线路SHR功率迁出边界控制计算：KPn>=KPfn            （13）

[0104] 线路SHR功率迁入边界控制计算：KPm+BLPn+BGPn‑1=

[0105] SHR功率迁移停电/不停电和同期约束控制：

[0106] OPEN/CLOS=Logic[(10),(11),(12),(13),(14),(16)]*LM*SYN     （16）

[0107] 公式（10）、（11）、（12）、（13）、（14）、（16）用于自愈环网分支SHR模式下负荷迁移控制计算；以变压器为界作为电网的一个自治域计算域内的自愈环网线路上一个分支节点负荷迁入、迁出的边界约束条件，同时兼顾线路性能作为负荷迁出、迁入的约束因子, 公式（16）输出作为控制出口操作SHR智能自愈迁移开关的动作，实现分支节点负荷在2个变电台区之间的迁出和迁入，公式（10）、（11）、（12）计算迁出和嵌入时变压器约束条件，公式（8）、（9）计算迁出和嵌入时线路约束条件，变压器和线路约束条件设定使能软压板可以单独投退运行，当一同投运时，需要同时满足迁入、迁出触发和约束条件，公式（16）才能输出。

[0108] LATS迁移切换模式是指通过控制LATS1和LATS2智能迁移切换开关，实现变电台区的出线负荷在两个不同台区之间的迁移；SHR自愈迁移模式是指通过控制BC1、BCn、BCm智能自愈迁移开关，实现分支配电柜的负荷在的两个不同台区之间的迁移；LATS迁移切换模式与SHR自愈迁移模式的组合，构成了低压配电网多端互联下的负荷迁移，实现通过负荷迁移调节电网、电源的供需平衡。

[0109] SHR和LATS模式下以SHR控制模式优先，在SHR迁移条件不满足且发生网源荷荷失衡的条件下，再执行LAST迁移；SHR功率迁移停电/不停电和同期约束控制策略需要预先设定，停电情况下按有压/无压原则判定，不停电情况下按同期并网原则判定。

[0110] 其中，负荷迁移为自愈环网分支SHR模式还包括：

[0111] 合格电压条件下的最大电压计算：

[0112] Max(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)

[0113] 合格电压条件下的最小电压计算：

[0114] Min(V11,V21,V31,V41,BV1,BVn,BVm)>Vmin           （18）

[0115] 合格电压条件下的最小压差控制：

[0116] Min（BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)         （19）

[0117] 在满足合格电压的情况下，以开环点两侧最小电压差为计算目标，增加电压均衡约束条件下的SHR负荷迁移控制，以平衡的电压分布。

[0118] 负荷迁移为自愈环网分支SHR模式，在不计及负荷迁移触发条件下，针对电压不均衡分布越界按公式（20）计算控制负荷迁移，实现环网电压的均衡分布；

[0119] 合格电压条件下的压差限值控制：

[0120] （BVn‑BVm）NOT AND (BCn‑1 or BCn‑2)

[0121] 进一步地，还包括自愈控制模块，用于实现故障检测、故障隔离、恢复供电的自愈控制，恢复供电自愈控制加入变压器和线路过载约束因子并由公式（10），（11）、（12）、（13）、（14）、（16）的计算结果触发恢复供电的控制。

[0122] 本发明主要包括以下控制策略：

[0123] 1、异构多源的自适应负荷迁移算法和策略：负荷迁移边缘节点网关采用虚拟终端和多源异构数据交互建立的配电环网“网源荷”供需平衡策略计算模型，通过环网节点内嵌的同期检定实现停电或不停电模式负荷迁移的自适应判定，并引入线路和变压器等设备过载、轻载因子，解决负荷迁移过程中发生短路和过载，实现约束条件下自动或指令控制的负荷迁移操作。

[0124] 2、计及或不计及负荷迁移的电压均衡控制策略：在满足合格电压的情况下，以开环点两侧最小电压差为计算目标，增加电压均衡约束条件下的SHR负荷迁移控制,以平衡的电压分布；也可以在不计及负荷迁移触发条件下，针对电压不均衡分布越界按公式（20）计算控制负荷迁移，实现环网电压的均衡分布。

[0125] 3、实现只有分支环网结构下的SHR负荷迁移控制：在去除LATS结构模型和负荷切换迁移的条件下，实现SHR负荷迁移和电压均衡的计算控制。

[0126] 4、实现只有配电柜负荷出线的LATS负荷迁移控制：在去除SHR结构模型和负荷迁移的条件下，实现双侧4个台区或2个台区单侧LATS负荷切换迁移的计算控制。

[0127] 5、实现带载约束因子条件的故障定位监测、故障隔离和恢复供电控制：当任何一个分支配电柜或分支配电柜之间的联络线路发生故障时，实现故障检测、故障隔离、恢复供电的自愈控制，恢复供电自愈控制加入变压器和线路过载约束因子并由公式（10），（11）、（12）、（13）、（14）、（16）的计算结果触发恢复供电的控制。

[0128] 6、可扩展多变电台区、多配电出线模型结构：变电台区数量T11、T21、T31、T41可以扩展为T11、Tn1、Tm1，台区内开关数量K11、K12、K13可以扩展为K11、Knx、Kmx，构成权利要求1模型的变电台区扩展结构，实现同样算法的负荷迁移和电压均衡控制。

[0129] 7、可扩展多分支互联自愈线路模型结构：LATS数量LAST1、LATS2可以扩展为LATSx1, LATSx2，HSR分支线路数量BC1, BCn, BCm可以扩展为BC11, BCxn, BCxm，构成权利要求1模型的分支线路的扩展结构，实现同样算法的负荷迁移、电压均衡和自愈供电控制。

[0130] 本发明为低压配电网的技术、运维、效益的优化提升明确了一条技术路径。

[0131] 1、优化低压配电的结构：在一个或多个低压配电台区直接接入分布式新能源并通过负荷迁移提升新能源消纳能力、降低台区重过载，尤其是在分布式光伏全功率发电的情况下，通过负荷迁移，尽可能实现光伏能源最大化利用，避免光伏发电功率倒送及电压越限问题；在晚间电动汽车充电等阶段性大负荷同时无光伏发电功率电源时，以柔性不停电合环方式，有效迁移过载负荷，避免发生变压器重过载导致停电或设备事故。

[0132] 2、提高供电可靠性：通过台区间的多端互联和自适应控制逻辑，能够实现供电自愈，大幅缩减故障隔离、供电恢复时间，多端互联配电网的任何一段电缆电缆故障、只会导致该段电缆供电范围内的用户2‑3秒的停电并马上自动恢复供电；考虑分布式能源接入，该保护控制逻辑实现了环网节点独立的区内外故障判断和故障切除跳闸、恢复供电环的控制，简化了多级线路保护定值区间划分，缩小事故停电的范围。

[0133] 3、提升客户满意度：自愈型数字赋能的低压配电网可实现最小停电范围锁定，快速隔离故障点，恢复非故障区域，减少故障排查时间，减少客户停电时户数；可主动掌握停电信息主动高效抢修。

[0134] 4、推动电力行业创新应用：随新型电力系统建设，分布式能源及电动汽车充电设施的快速规模化建设，配电网供需矛盾不平衡问题突出，加之客户对供电可靠性的高质量需求不断提升；“绿色高效、柔性开放、数字赋能的新型精准低压配电网”以极低成本、创新思维实现了电能质量治理、源荷跨台区快速均衡、失电支援等协调控制，可在城市新型配电系统中规模化推广应用。

[0135] 5、促进清洁能源消纳、节能降碳：通过“网源荷”多端供需平衡策略下的负荷迁移技术，实现分布式光伏最大化生产及就地消纳，解决整县分布式光伏接入带来的强随机性、波动性和间歇性问题对配电网的冲击，实现新能源灵活消纳与智能控制、台区能源自治与电能质量优化。

[0136] 以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。