配電網(wǎng)孤島劃分基于功率樹的孤島劃分法

1. 以功率最大的 DG 為根節(jié)點建立功率樹，結(jié)合連通性約束和放射性約束用隱枚舉法在不考慮網(wǎng)損的情況下進行優(yōu)化求解獲得初始劃分方案，然后在計及網(wǎng)損條件下通過對每個孤島進行靜態(tài)生存性約束校驗來修正恢復(fù)供電的負(fù)荷量，從而得到最終的孤島劃分方案。

2. 分別以 DG 為中心，通過功率圓遍歷的方法確定恢復(fù)等值有效負(fù)荷最大的孤島方案。但當(dāng) DG 較多時，以不同 DG 為中心的功率圓會存在相互重疊的可能，相交區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的不同歸屬判定將會得到不同的孤島劃分方案。

3. 分別利用基于樹背包理論的分支定界算法和深度優(yōu)先動態(tài)規(guī)劃算法，并采用“搜索 校核”策略，實現(xiàn)了最優(yōu)孤島的劃分，其孤島劃分的最優(yōu)性具有較強的理論支撐。

4. 從 DG 最優(yōu)源點開始，根據(jù)節(jié)點電壓約束、支路潮流約束與無電磁環(huán)網(wǎng)約束，逐條線路擴展供電范圍，當(dāng)約束條件不能滿足時即完成一個源點的擴展，當(dāng)所有的源點擴展結(jié)束時即完成了孤島劃分,

DG須具備以下條件才能單獨供電，稱之為可靠性DG:①電源輸出的功率穩(wěn)定且大小可以調(diào)節(jié);②有綜合控制策略來維持該區(qū)域的電壓和頻率的穩(wěn)定;③具備一定的通信能力，在其單獨對某一區(qū)域進行供電時，采集點將系統(tǒng)實時的電壓、頻率和負(fù)荷變化等信息傳回DG , DG根據(jù)這些信息采用相應(yīng)的控制策略，維持該區(qū)域電壓和頻率的穩(wěn)定。

可靠性DG主要包括燃料電池、微型燃?xì)廨啓C、配置儲能裝置的風(fēng)能發(fā)電及光伏發(fā)電等。

一般的風(fēng)能發(fā)電及光伏發(fā)電，由于其出力波動極大且很難進行調(diào)節(jié)，為非可靠性DG，需與可靠性DG一起對一個負(fù)荷區(qū)域聯(lián)合供電 。

因此，含DG的配電網(wǎng)在進行孤島劃分時需考慮以下幾個原則。

1)重要負(fù)荷優(yōu)先供給原則。在系統(tǒng)發(fā)生故障時，重要負(fù)荷優(yōu)先得到供電恢復(fù)。因此，在孤島劃分時應(yīng)首先將一、二級負(fù)荷劃入孤島內(nèi)。

2)最大負(fù)荷原則。在滿足島內(nèi)總負(fù)荷不超過DG發(fā)電容量的前提下，為提高系統(tǒng)的供電可靠性，減少負(fù)荷失電量，充分發(fā)揮DG的作用，應(yīng)將盡可能多的負(fù)荷并入孤島內(nèi)。

3)孤島備用原則。當(dāng)DG孤島運行時，由于沒有大網(wǎng)作為依托對島內(nèi)的頻率和電壓進行調(diào)節(jié)，因此需要部分機組具備一定的調(diào)節(jié)能力以應(yīng)對可能出現(xiàn)的削峰填谷、平滑功率、調(diào)峰調(diào)頻等情況。

4)聯(lián)合供電原則。根據(jù)DG單獨供電的要求，需要避免出現(xiàn)非可靠的DG獨自供給區(qū)域負(fù)荷的情況，使劃分后的每個孤島都能安全可靠的運行。

DG的引入滿足了負(fù)荷日益增長的供電需求，減少了環(huán)境污染，提高了能源的綜合利用率，但同時也使得原先單電源輻射狀的配電網(wǎng)絡(luò)變成了多源網(wǎng)絡(luò)，線路潮流和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的改變，導(dǎo)致了繼電保護裝置誤動，使配電網(wǎng)的運行和保護更加復(fù)雜，所以最初的IEEE Std 929-2000規(guī)定含DG的配電系統(tǒng)應(yīng)盡量防止產(chǎn)生電力孤島，這就不利于提高分布式能源的利用率，也不能降低用戶的平均停電時間，在一定程度上破壞了DG發(fā)電商的利益。隨著分布式發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，IEEE Std 1547-2003標(biāo)準(zhǔn)允許并鼓勵供電方和用戶盡可能通過技術(shù)手段實現(xiàn)孤島運行，并在經(jīng)濟方面達成共識。后來IEEE又修訂了該標(biāo)準(zhǔn)，并于2011年頒布了IEEE Std 1547-2011，該標(biāo)準(zhǔn)己成為一系列包含系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)保護、系統(tǒng)通信、安全標(biāo)準(zhǔn)、電能質(zhì)量等DG與電力系統(tǒng)互聯(lián)的規(guī)定 。

孤島運行分為計劃孤島(intentional islanding)和非計劃孤島(unintentional islanding) .計劃孤島是根據(jù)本地負(fù)荷大小和分布式發(fā)電容量事先確定孤島的范圍和孤島的運行控制方式，與大電網(wǎng)斷開后能夠穩(wěn)定運行。計劃孤島是一種很好的故障處理方式，通過對其有效控制和合理規(guī)劃可避免DG對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的不利影響，可以使電力系統(tǒng)更加高效可靠的運行，計劃孤島運行作為一種提高供電可靠性的有效方式越來越受到關(guān)注和青睞，實際電網(wǎng)中往往形成計劃孤島。

電網(wǎng)的孤島運行模式是電網(wǎng)在事故情況下的一種特殊運行方式，孤島將電網(wǎng)分成多個獨立穩(wěn)定的板塊，以避免局部事故擴散從而引發(fā)大規(guī)模的停電災(zāi)難。電力孤島的形成應(yīng)充分考慮孤島內(nèi)DG的容量約束、孤島的電氣安全約束、總負(fù)荷恢復(fù)量，孤島網(wǎng)絡(luò)損耗等，實質(zhì)上是一個多約束條件的目標(biāo)優(yōu)化問題。對此，國內(nèi)外專家學(xué)者進行諸多研究，也取得了一定成果?，F(xiàn)有關(guān)于孤島問題的研究包括孤島運行的可行性和孤島運行控制研究孤島運行對配電系統(tǒng)供電運行可靠性的影響、孤島形成或孤島劃分算法的研究。其中孤島生成算法的研究較多，縱觀此類文獻，其思路主要可以分為以下三類 :

其一，形成孤島時僅僅考慮孤島內(nèi)功率約束，其代表方法是基于有根樹的啟發(fā)式搜索方法，以DG為根節(jié)點逐漸向外融合負(fù)荷，融合過程不考慮負(fù)荷的可控性，若負(fù)荷滿足DG容量約束就將其納入孤島，不滿足則舍棄;此類具有算法模型簡單、易于實現(xiàn)等優(yōu)點，但不足之處是未考慮實際中負(fù)荷的可控性以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)的影響。文獻「28]以饋線上的饋線終端單元(feeder terminal units, FTU)的分段斷路器為節(jié)點，以相鄰節(jié)點之間的元件為邊形成配電網(wǎng)的簡化模型，該簡化模型下，輸電線路、變壓器、母線等元件被劃分到負(fù)荷單元或源點單元中。從每個源點開始進行孤島擴大操作，該算法能在較短的時間內(nèi)得到可行的孤島方案，但該算法不能保證對低級負(fù)荷的供電恢復(fù)。文獻[ 根據(jù)配電網(wǎng)輻射狀結(jié)構(gòu)的特點，提出利用具有層次特性的根數(shù)對含分布式發(fā)電的孤島形成問題進行建模，利用節(jié)點賦權(quán)和邊賦權(quán)根數(shù)進行深度優(yōu)先搜索，確定孤島的范圍，該文中采用了層次和自上而下的搜索方向后，孤島搜索的復(fù)雜度大大的減小了，仿真結(jié)果也表明了算法的有效性。

其二，孤島形成算法中不僅考慮了功率平衡，還顧及負(fù)荷優(yōu)先級和可控性。代表方法是基于樹背包問題的圖論算法，該類算法一般采用動態(tài)規(guī)劃算法和分支定界法，邊搜索邊調(diào)節(jié)，不斷修正使得最終的孤島最優(yōu)。此類算法的模型精度和算法復(fù)雜度都符合輻射狀孤島劃分要求，但也未考慮饋線之間聯(lián)絡(luò)開關(guān)的影響。一種基于樹背包問題的含分布式發(fā)電配電系統(tǒng)最優(yōu)孤島劃分新模型;在孤島形成過程中全面考慮了負(fù)荷的優(yōu)先級、可控性、功率平衡約束，將配電網(wǎng)中含有多個DG的孤島劃分問題分解為多個樹背包問題，然后使用動態(tài)規(guī)劃算法進行求解，再進行孤島合并(若可以)，最后對孤島的可行性進行校驗 。該算法計算時間復(fù)雜度低，具有很強的理論基礎(chǔ)，具有恢復(fù)負(fù)荷多、孤島網(wǎng)損小等優(yōu)點，但不足的是形成孤島時需要逐個檢驗負(fù)荷節(jié)點是否應(yīng)該加入孤島?？紤]了負(fù)荷的優(yōu)先級和可控性，直接在失電區(qū)直接形成一個包含所有的DG的孤島，然后再根據(jù)孤島內(nèi)功率平衡約束調(diào)整負(fù)荷，其中向孤島中加入負(fù)荷時候優(yōu)先加入不可控負(fù)荷，減負(fù)荷時優(yōu)先切除不可控負(fù)荷，該算法形成的孤島較大，造成較大的網(wǎng)損。

其三，全面考慮功率平衡、負(fù)荷的優(yōu)先級和可控性、孤島個數(shù)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)的影響。

代表方法是基于Prim算法的連通圖搜索方法，此類算法將考慮聯(lián)絡(luò)開關(guān)的孤島劃分問題轉(zhuǎn)化為求取連通圖的最小生成樹，對前面兩類算法進行了補充和完善，與實際系統(tǒng)更加吻合，實用性明顯增強，但存在難以保障孤島功率差額最小，無法充分利用分布式能源。]首先為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點和支路賦權(quán)以建立配電網(wǎng)的帶權(quán)重的連通圖模型，將孤島的劃分問題轉(zhuǎn)換為在連通圖中尋找最小生成樹問題，采用改進的克魯斯卡爾算法確定最優(yōu)孤島范圍。將孤島劃分問題轉(zhuǎn)化為求取連通圖的最小生成樹問題，但不同的是該文采用改進的普里姆算法來搜索孤島，該算法能夠適應(yīng)配電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有利于配網(wǎng)故障恢復(fù)后孤島運行模式和并網(wǎng)模式快速切換。

智能配電網(wǎng)中的自愈功能建設(shè)將是智能電網(wǎng)體系構(gòu)建的關(guān)鍵一環(huán)。其中，最優(yōu)電力孤島劃分即為電網(wǎng)自愈中的最關(guān)鍵技術(shù)之一。對于輸電網(wǎng)而言，在系統(tǒng)崩潰之前，把系統(tǒng)提前分解成數(shù)個獨立穩(wěn)定運行的子系統(tǒng)，可以在實現(xiàn)故障隔離的同時，將負(fù)荷損失降到最低。對于配電網(wǎng)而言，由于分布式電源( distributedgenerator, DG)的滲透性越來越強，如國內(nèi)6 MW以下的光伏電站無條件并網(wǎng)的政策己經(jīng)在部分地區(qū)試執(zhí)行;隨著該政策的全而執(zhí)行，在國內(nèi)的各地配電網(wǎng)中即將包含有大量以小光伏發(fā)電為主的DG系統(tǒng)，配電網(wǎng)正逐步擁有某些與輸電網(wǎng)類似的運行;在因輸電系統(tǒng)或配電系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致配電系統(tǒng)全而停電的情況下，因DG具有主動發(fā)電的能力，可以通過形成以DG為電源的配電網(wǎng)電力孤島運行而恢復(fù)一部分重要負(fù)荷的供電，在提高配電網(wǎng)的供電可靠性的同時，也一并提高DG的利用效率 。

孤島運行是相對于聯(lián)網(wǎng)運行而言的，而孤島指的是暫時脫離主網(wǎng)運行的局部獨立系統(tǒng)。輸電網(wǎng)孤島運行和配電網(wǎng)孤島運行作為電網(wǎng)故障處理的一種應(yīng)急運行方式，均可明顯提升系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。但由于兩者所包括的電源性質(zhì)、規(guī)模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異性，兩者又有很大的不同。首先，二者的目標(biāo)不同:輸電網(wǎng)孤島運行的目標(biāo)是在保證故障隔離(即孤島劃分過程要計及故障信息)的前提下分離失步機群，實現(xiàn)各個孤島安全穩(wěn)定運行，且同時考慮盡量降低負(fù)荷切除量;配電網(wǎng)直接與用戶相連，其孤島運行的目標(biāo)是在配電網(wǎng)故障安全隔離之后，使失電區(qū)域中重要負(fù)荷得到優(yōu)先恢復(fù)的同時，盡可能多地恢復(fù)其他負(fù)荷，即實現(xiàn)恢復(fù)供電收益最大。基于此目標(biāo)的不同，兩者劃分所要考慮的條件不同:①輸電網(wǎng)孤島要求每個孤島內(nèi)機組歸屬于同一同調(diào)機群，以保證孤島系統(tǒng)運行的動態(tài)穩(wěn)定性，而DG多為逆變型電源，調(diào)節(jié)及控制方便，故配電網(wǎng)孤島無同調(diào)要求，可以靈活配置;②基于負(fù)荷損失最小的目標(biāo)，輸電網(wǎng)孤島要求任一負(fù)荷在沒被切除之前，至少有一個電源與之相連，即連通性要求，而DG容量一般比較小，難以實現(xiàn)失電區(qū)域整體供電恢復(fù)，所以配電網(wǎng)孤島沒有這一要求，但為了充分發(fā)揮在電網(wǎng)失電之后DG出力的最大效用，配電網(wǎng)孤島需計及負(fù)荷的重要性及可控性。其次，輸電網(wǎng)孤島一般要求電網(wǎng)是環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而配電網(wǎng)孤島要求電網(wǎng)是放射性結(jié)構(gòu)。

含有大量可再生能源并網(wǎng)的現(xiàn)代互聯(lián)輸電網(wǎng)/配電網(wǎng)一般均規(guī)模龐大，接線形式非常復(fù)雜，跨越地域遼闊，在實現(xiàn)最優(yōu)能源傳輸及分配的同時，也蘊含著重大事故發(fā)生的隱患。在重大事故發(fā)生時，如何J決速有效地確定最佳電力孤島，實現(xiàn)故障隔離，盡可能減少停電范圍，盡可能發(fā)揮具有獨立發(fā)電能力的可再生能源的作用以提高供電可靠性，智能配電網(wǎng)來說均是函待解決的一個難題。

對于配電網(wǎng)孤島劃分，以下問題有必要進一步深化研究 。

配電網(wǎng)孤島劃分完善和實用化最優(yōu)主動解列算法

從前述的大量最優(yōu)孤島劃分的研究成果中不難看到，利用圖論相關(guān)理論求解大電網(wǎng)最優(yōu)孤島問題己經(jīng)成為研究的主流和趨勢。其主要原因是最優(yōu)孤島斷而的搜索問題可以通過對圖論中一些典型問題，如最小割問題和圖分割問題的擴展進行很好的描述和求解。但是，迄今為比，以各孤島功率差額最小為目標(biāo)的輸電網(wǎng)孤島中所抽象出的圖論問題并未見諸報道，用于搜索孤島斷而的策略多為典型圖分割方法與簡單啟發(fā)式規(guī)則的結(jié)合，問題的復(fù)雜性往往是NP難題，如何提高其計算速度，需要進一步研究和探索。再者，當(dāng)前的圖分解方法往往無法保證連通性，均需要進行人工干預(yù)才能使連通約束和同調(diào)約束得到滿足，導(dǎo)致結(jié)果最優(yōu)性無法保證，最多是次優(yōu)或次次優(yōu)，如何減少人工干預(yù)而保證解的最優(yōu)性也是需要深入研究和探索的問題。

配電網(wǎng)孤島劃分完善和實用化最優(yōu)主動解列模型

當(dāng)前絕大多數(shù)電力孤島的劃分均是基于同調(diào)約束、連通約束以及功率平衡約束，此3種約束應(yīng)該說還只是最優(yōu)孤島所需滿足的基本約束，它們保證了所形成的孤島子系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和系統(tǒng)的靜態(tài)安全性。當(dāng)前的方法并沒更多地計及動態(tài)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、無功功率平衡等方而的約束。而這些約束也是保證孤島子系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的重要約束，因此也很有必要進一步研究如何計及這些約束，使得最后所得到的所有電力孤島子系統(tǒng)能夠真正地安全穩(wěn)定運行。

配電網(wǎng)孤島劃分解列時機判定策略研究

為了防比系統(tǒng)大而積停電，主動解列的實施時機同樣關(guān)鍵。若時機把握不好，主動解列的實施可能適得其反或效果不好。在線的主動解列時機選擇建立在準(zhǔn)確而迅速的暫態(tài)穩(wěn)定性判別的基礎(chǔ)上，因此基于決策樹等方法的解列時機判定方法的研究有待深入。

配電網(wǎng)孤島劃分廣域信息的利用

作為未來廣域系統(tǒng)保護的重要組成部分，主動解列成功發(fā)揮效用的關(guān)鍵在于相量測量單元(PMU)/WAMS信息有效利用口〕。如何基于廣域信息而正確且快速地獲得相關(guān)的系統(tǒng)解列決策，是一個前景廣闊的研究方向。2100433B

隨著節(jié)能減排壓力的增大，以及 DG 技術(shù)的逐漸成熟，配電網(wǎng)中以各種可再生能源為一次能源的DG 越來越多，對配電網(wǎng)的運行方式及管理提出了更高的要求。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定，主網(wǎng)故障后配電網(wǎng)中的所有 DG 必須短時退出運行。但因 DG 具有獨立供電的能力，故障隔離之后，利用 DG 恢復(fù)部分重要負(fù)荷的供電，將顯著提高系統(tǒng)的供電可靠性。配電網(wǎng)的最優(yōu)電力孤島應(yīng)綜合考慮電氣安全約束、負(fù)荷總恢復(fù)量、網(wǎng)絡(luò)損耗、負(fù)荷可控性等因素。眾多專家學(xué)者就如何形成配電網(wǎng)最優(yōu)孤島進行了廣泛而有益的研究。

常見的孤島劃分可見表：

對于配電網(wǎng)，由于實際配電系統(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布式電源分布不均且數(shù)量龐大，含 DG 的配電系統(tǒng)孤島劃分問題其實是 一個 NP 難題。從方法學(xué)而言，所 提 出 的 方 法 均 屬 于 “搜索 調(diào)整”思路，是考慮到問題的復(fù)雜性和實際工程對計算時間的要求所采取的簡化求解策略。對于其中的搜索問題，可以通過改進相應(yīng)圖論算法而進一步改善其計算速度和計算精度。而調(diào)整過程中的優(yōu)化問題，是一個多變量的優(yōu)化調(diào)度問題，需進一步采取先進優(yōu)化技術(shù)或理論加以解決。并且從問題的本質(zhì)來看，應(yīng)當(dāng)把搜索和調(diào)整兩個步驟更緊密地結(jié)合在一起求解，從而得到更為優(yōu)化的電力孤島劃分方案。再者，基于考慮問題的側(cè)重點，當(dāng)前各種方法的模型所計及的因素并不全面，均沒有考慮配電系統(tǒng)中聯(lián)絡(luò)開關(guān)的作用；如果在模型中計及聯(lián)絡(luò)開關(guān)，配電系統(tǒng)中部分負(fù)荷的供電方式將有多種選擇，現(xiàn)有基于放射性樹結(jié)構(gòu)的求解策略將無法直接使用，需研究在此情況下的相應(yīng)有效求解策略。對于輸電網(wǎng)孤島劃分，以下問題有必要進一步深化研究。

電力孤島劃分方法完善和實用化最優(yōu)主動解列算法

從前述的大量最優(yōu)孤島劃分的研究成果中不難看到，利用圖論相關(guān)理論求解大電網(wǎng)最優(yōu)孤島問題已經(jīng)成為研究的主流和趨勢。其主要原因是最優(yōu)孤島斷面的搜索問題可以通過對 圖論中一些典型問題，如最小割問題和圖分割問題的擴展進行很好的描述和求解。但是，迄今為止，以各孤島功率差額最小為目標(biāo)的輸電網(wǎng)孤島中所抽象的圖論問題并未見諸報道，用于搜索孤島斷面的策略多為典型圖分割方法與簡單啟發(fā)式規(guī)則的結(jié)合，問題的復(fù)雜性往往是 NP難題，如何提高其計算速度，需要進一步研究和探索。再者，當(dāng)前的圖分解方法往往無法保證連通性

，均需要進行人工干預(yù)才能使連通約束和同調(diào)約束得到滿足，導(dǎo)致結(jié)果最優(yōu)性無法保證，最多是次優(yōu)或次次優(yōu)如何減少人工干預(yù)而保證解的最優(yōu)性也是需要深入研究和探索的問題。

電力孤島劃分方法完善和實用化最優(yōu)主動解列模型

當(dāng)前絕大多數(shù)電力孤島的劃分均是基于同調(diào)約束、連通約束以及功率平衡約束，此3種約束應(yīng)該說還只是最優(yōu)孤島所需滿足的基本約束，它們保證了所形成的孤島子系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和系統(tǒng)的靜態(tài)安全性。當(dāng)前的方法并沒更多地計及動態(tài)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、無功功率平衡等方面的約束。而這些約束也是保證孤島子系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的重要約束，因此也很有必要進一步研究如何計及這些約束，使得最后所得到的所有電力孤島子系統(tǒng)能夠真正地安全穩(wěn)定運行。

電力孤島劃分方法解列時機判定策略研究

為了防止系統(tǒng)大面積停電，主動解列的實施時機同樣關(guān)鍵。若時機把握不好，主動解列的實施可能適得其反或效果不好。在線的主動解列時機選擇建立在準(zhǔn)確而迅速的暫態(tài)穩(wěn)定性判別的基礎(chǔ)上，因此基于決策樹等方法的解列時機判定方法的研究有待深入。

電力孤島劃分方法廣域信息的利用

作為未來廣域系統(tǒng)保護的重要組成部分，主動解 列 成 功 發(fā) 揮 效 用 的 關(guān) 鍵 在 于 相 量 測 量 單 元（PMU）/WAMS信息的有效利用。如何基于廣域信息而正確且快速地獲得相關(guān)的系統(tǒng)解列決策，是一個前景廣闊的研究方向。

智能電網(wǎng)（智能輸電網(wǎng)/智能配電網(wǎng)）中的自愈功能建設(shè)將是智能電網(wǎng)體系構(gòu) 建的關(guān)鍵一環(huán)。其中，最優(yōu)電力孤島劃分即為電網(wǎng)自愈中的最關(guān)鍵技術(shù)之一。對于輸電網(wǎng)而言，在系統(tǒng)崩潰之前，把系統(tǒng)提前分解成數(shù)個獨立穩(wěn)定運行的子系統(tǒng)，可以在實現(xiàn)故障隔離的同時，將負(fù)荷損失降到最低。對于配 電 網(wǎng) 而 言，由 于 分 布 式 電 源 （distribu tedgenerator，DG）的 滲 透 性 越 來 越 強，如 國 內(nèi) 6 MW以下的光伏電站無條件并網(wǎng)的政策已經(jīng)在部分地區(qū)試執(zhí)行；隨著該政策的全面執(zhí)行，在國內(nèi)的各地配電網(wǎng)中即將包含有大量以小光伏發(fā)電為主的 DG 系統(tǒng)，配電網(wǎng)正逐步擁有某些與輸電網(wǎng)類似的運行特性；在因輸電系統(tǒng)或配電系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致配電系統(tǒng)全面停電的情況下，因 DG 具有主動發(fā)電的能力，可以通過形成以 DG 為電源的配電網(wǎng)電力孤島運行而恢復(fù)一部分重要負(fù)荷的供電，在提高配電網(wǎng)的供電可靠性的同時，也一并提高 DG 的利用效率。

孤島運行是相對于聯(lián)網(wǎng)運行而言的，而孤島指的是暫時脫離主網(wǎng)運行的局部獨立系統(tǒng)。輸電網(wǎng)孤島運行和配電網(wǎng)孤島運行作為電網(wǎng)故障處理的一種應(yīng)急運行方式，均可明顯提升系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。但由于兩者所包括的電源性質(zhì)、規(guī)模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異性，兩者又有很大的不同。首先，二者的目標(biāo)不同：輸電網(wǎng)孤島運行的目標(biāo)是在保證故障隔離（即孤島劃分過程要計及故障信息）的前提下分離失步機群，實現(xiàn)各個孤島安全穩(wěn)定運行，且同時考慮盡量降低負(fù)荷切除量；配電網(wǎng)直接與用戶相連，其孤島運行的目標(biāo)是在配電網(wǎng)故障安全隔離之后，使失電區(qū)域中重要負(fù)荷得到優(yōu)先恢復(fù)的同時，盡可能多地恢復(fù)其他負(fù)荷，即實現(xiàn)恢復(fù)供電收益最大。

基于此目標(biāo)的不同，兩者劃分所 要考慮的 條件不同：①輸電網(wǎng)孤島要求每個孤島內(nèi)機組歸屬于同一同調(diào)機群，以保證孤島系統(tǒng)運行的動態(tài)穩(wěn)定性，而 DG 多為逆變型電源，調(diào)節(jié)及控制方便，故配電網(wǎng)孤島無同調(diào)要求，可以靈活配置；②基于 負(fù) 荷損失最小的目標(biāo)，輸電網(wǎng)孤島要求任一負(fù)荷在沒被切除之前，至少有一個電源與之相連，即連通性要求，而 DG 容量一般比較小，難以實現(xiàn)失電區(qū)域整體供電恢復(fù)，所以配電網(wǎng)孤島沒有這一要求，但為了充分發(fā)揮在電網(wǎng)失電之后 DG 出力的最大效用，配電網(wǎng)孤島需計及負(fù)荷的重要性及可控性。其次，輸電網(wǎng)孤島一般要求電網(wǎng)是環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而配電網(wǎng)孤島要求電網(wǎng)是放射性結(jié)構(gòu)。含有大量可再生能源并網(wǎng)的現(xiàn)代互聯(lián)輸電網(wǎng)/配電網(wǎng)一般均規(guī)模龐大，接線形式非常復(fù)雜，跨越地域遼闊，在實現(xiàn)最優(yōu)能源傳輸及分配的同時，也蘊含著重大事故發(fā)生的隱患。在重大事故發(fā)生時，如何快速有效地確定最佳電力孤島，實現(xiàn)故障隔離，盡可能減少停電范圍，盡可能發(fā)揮具有獨立發(fā)電能力的可再生能源的作用以提高供電可靠性，對于智能輸電網(wǎng)及智能配電網(wǎng)來說均是亟待解決的一個難題。