配电网孤岛划分方法及装置的制造方法

配电网孤岛划分方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明的提供了一种配电网孤岛划分方法及装置，所述方法包括：根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确定所述配电网的拓扑结构，其中，所述分布式电源与所述用户均为所述拓扑结构中的节点；对确定的所述拓扑结构进行节点简化；根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到多个孤岛；对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案。通过本发明的方法及装置在进行孤岛划分时融入等效电气距离，考虑到电气距离、阻抗大小等因素，充分体现出电力系统的特性。
【专利说明】
配电网孤岛划分方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及电力系统技术领域，具体而言，设及一种配电网孤岛划分方法及装置。
【背景技术】
[0002] 分布式电源(Distr Anted Generations ,简称DG) W其独有的环保性和经济性成 为能源研究应用的热点。随着分布式电源的日益渗透，配电网的供电结构更加复杂，逐渐演 变成多个电源与多个用户互联的网络。在配电网中，分布式电源可W灵活地并网或者孤岛 运行，孤岛运行中，由分布式电源为部分负荷供电，能够充分发挥分布式电源的潜力。
[0003] 分布式电源接入电力系统标准IE邸1547-2003中鼓励通过技术手段实现计划孤 岛。计划孤岛是：当配电网中发生故障时，根据故障信息、配电网结构、分布式电源位置、发 电容量等确定合理的解列位置，将配电网划分为若干个独立稳定运行的孤岛，通过每个孤 岛内的分布式电源为各个孤岛供电，保障重要负荷W及尽可能多负荷的持续供电，从而减 小停电面积，提高配电网的供电可靠性。
[0004] 从理论上分析，配电网孤岛划分可表示为含多约束的组合优化问题。由于每条线 路都有可能成为解列点，因此求解过程需要遍历整个配电网。分布式电源的加入使得配电 网的规模越来越大，原始解数量将呈几何级数〇( 2m)增长，求解变得更加繁重。因此，如何快 速地确定最优的孤岛划分方案是一个极其复杂和颇具现实意义的问题。
[0005] 针对配电网的孤岛划分问题，国内外许多专家学者对此进行了深入研究，主要借 鉴图论的思想，把配电网的拓扑结构抽象为只含节点和边的树图，将孤岛划分转化为求解 树背包运一问题，利用智能算法进行求解，所用到的算法有Prim算法（普里姆算法）、 Kruskal算法(克鲁斯卡尔算法Ksollin算法、遗传算法、骗幅算法等。
[0006] 发明人在研究中发现，上述算法虽然能够解决配电网的孤岛划分问题，然而上述 算法没有考虑到电气距离、阻抗大小等因素，没能体现出电力系统的特性。

【发明内容】

[0007] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种配电网孤岛划分方法及装置，在进行孤岛 划分时融入等效电气距离，考虑到电气距离、阻抗大小等因素，充分体现出电力系统的特 性。
[000引第一方面，本发明实施例提供了一种配电网孤岛划分方法，所述方法包括:根据配 电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确定所述配电网的拓扑结构，其中，所 述分布式电源与所述用户均为所述拓扑结构中的节点;对确定的所述拓扑结构进行节点简 化;根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到 多个孤岛;对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案。
[0009]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，对确 定的所述拓扑结构进行节点简化，包括：当所述拓扑结构中的多个节点得电和断电同步进 行时，将所述多个节点进行合并，合并后的节点的负荷等于所述多个节点的负荷之和；当所 述拓扑结构中的当前节点负荷为零时，将所述当前节点与所述当前节点的父节点进行合 并，合并后的节点的负荷等于所述父节点的负荷。
[0010] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，根据 融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到多个孤 岛，包括:将简化后的所述拓扑结构中的各个分布式电源作为水滴，计算当前水滴流向各个 相连节点的概率;在所述各个相连节点中选择所述概率最大的且满足配电网孤岛划分的供 电要求的相连节点作为所述当前水滴的流向节点;在所述当前水滴流向所述流向节点的过 程中，根据等效电气距离原理更新所述当前水滴的速度、所携带的泥±量、W及当前水滴的 移动路径所携带的泥±量;重复所述计算、选择W及更新动作，直至所述当前水滴不存在满 足配电网孤岛划分的供电要求的相连节点，将所述当前水滴流过的节点连接而成的区域作 为当前划分得到的孤岛。
[0011] 结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第Ξ种可能 的实施方式，其中，通过W下公式计算当前水滴流向各个相连节点的概率；
[0016] 其中，p/W0 (y)丧示所述当前水滴在当前节点i处流向相连节点j的概率，so i 1 (i, j)表示当前节点i与相连节点j所形成的路径所携带的泥±量，1表示除相连节点jW外的相 连节点，Vc(IWD)表示所述当前水滴流过的节点的集合，soil(i，l)表示当前节点i与相连节 点1所形成的路径所携带的泥±量，Es表示正实数
霉数返回soil。， 1)所有值中的最小值，ω康示相连节点j的负荷权重，loadj表示相连节点j的负荷大小，f (soil(i，l))的计算过程可参考f (soi 1 (i，j))的计算过程。
[0017] 结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第四种可能 的实施方式，其中，在所述各个相连节点中选择所述概率最大的且满足配电网孤岛划分的 供电要求的相连节点作为所述当前水滴的流向节点，包括：
[0018] 在所述各个相连节点中选择所述概率最大的相连节点；
[0019] 通过W下公式判断所述概率最大的相连节点是否满足配电网孤岛划分的供电要 求；
[0020]
[0021] 其中，i表示所述配电网内的各个节点，η表示所述配电网内的节点的数量，Cl表示 每个节点的权值，XI表示节点i是否被划入孤岛内，ωι表示每个节点的负荷权重，di表示每 个节点i的功率，V表示所述概率最大的相连节点，dv表示节点V的功率，PlDss表示所述当前水 滴流经过的节点所形成的线路的线路损耗'、Vv分别表示节点V处电压所允许 的上限、下限和实际运行值，节点av表示节点V的父节点，Iav-v表示支路av-v中流过电流的实 际值，表示支路曰V-V中'流过:电'流自勺最大值；
[0022] 若满足，则将所述概率最大的相连节点作为所述当前水滴的流向节点，否则，按照 所述概率从大到小的顺序选择下一相连节点，重复所述判断动作，直至得到所述当前水滴 的流向节点。
[0023] 结合第一方面第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第五种可能 的实施方式，其中，根据等效电气距离原理更新所述当前水滴的速度、所携带的泥±量、W 及当前水滴的移动路径所携带的泥±量，包括：
[0024] 通过W下公式更新所述当前水滴的速度；
[0027] 其中，soil(i，j)表示所述当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径所携 带的泥±量，ω康示流向节点j的负荷权重，load徒示流向节点j的负荷大小，vel?(t)表 示所述当前水滴的当前速度，vel?(t+l)表示所述当前水滴的更新后的速度，av、bv、cv分别 表示速度更新参数；
[0028] 通过W下公式根据等效电气距离原理更新所述当前水滴所携带的泥±量；
[0032] soil〇i? = soil欄+Δ soil(i , j);
[0033] 其中，time (i，j ; ve 1 ?(t+1))表示所述当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的 移动时间，HUD(i，j)表示当前节点i与流向节点j之间的电气距离，Zij,equ表示当前节点i与 流向节点j之间的阻抗，Δ soi 1 (i，j)表示所述当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的泥 上增量，as、bs、Cs分别表示泥±更新参数，soilo?表示所述当前水滴更新后的泥±量， soil?表示所述当前水滴的当前泥±量；
[0034] 通过W下公式更新所述当前水滴的移动路径所携带的泥±量；
[0035] soil(i, j)o=(l-Pn) · soil(i, j)-Pn · A soil(i, j)；
[0036] 其中，所述当前水滴的移动路径为所述当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成 的路径，Pn表示路径泥±更新参数，soil(i，j)〇表示所述当前水滴的移动路径更新后的泥± 量，soi 1 (i，j)表示所述当前水滴的移动路径当前携带的泥±量。
[0037] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，对划 分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案，包括:检测划分得到的任意 两个孤岛之间是否存在公共节点，若存在，则判断所述公共节点是否为可控负荷，若是，贝U 将存在所述公共节点的两个孤岛进行合并，若不是，则比较所述两个孤岛的供电剩余容量 之和是否小于所述公共节点的负荷，若不小于，则将所述两个孤岛进行合并;对当前孤岛进 行可行性校验，判断当前孤岛是否满足电力系统稳定运行约束，若满足，则确定所述当前孤 岛为最终的孤岛划分方案，若不满足，则切除所述当前孤岛中优先级低的节点，直至切除节 点后的所述当前孤岛满足所述电力系统稳定运行约束，其中，所述电力系统稳定运行约束 包括电力平衡约束、传输线安全约束和母线电压不越限约束中的一种或多种。
[0038] 第二方面，本发明实施例提供了一种配电网孤岛划分装置，所述装置包括:拓扑结 构确定模块，用于根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确定所述配电 网的拓扑结构，其中，所述分布式电源与所述用户均为所述拓扑结构中的节点；拓扑结构简 化模块，用于对确定的所述拓扑结构进行节点简化;孤岛划分模块，用于根据融入等效电气 距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到多个孤岛；孤岛校正模 块，用于对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案。
[0039] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面第一种可能的实施方式，其中，所述 拓扑结构简化模块包括:第一合并单元，用于当所述拓扑结构中的多个节点得电和断电同 步进行时，将所述多个节点进行合并，合并后的节点的负荷等于所述多个节点的负荷之和； 第二合并单元，用于当所述拓扑结构中的当前节点负荷为零时，将所述当前节点与所述当 前节点的父节点进行合并，合并后的节点的负荷等于所述父节点的负荷。
[0040] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面第二种可能的实施方式，其中，所述 孤岛划分模块包括:概率计算单元，用于将简化后的所述拓扑结构中的各个分布式电源作 为水滴，计算当前水滴流向各个相连节点的概率;节点确定单元，用于在所述各个相连节点 中选择所述概率最大的且满足配电网孤岛划分的供电要求的相连节点作为所述当前水滴 的流向节点；参数更新单元，用于在所述当前水滴流向所述流向节点的过程中，根据等效电 气距离原理更新所述当前水滴的速度、所携带的泥±量、W及当前水滴的移动路径所携带 的泥±量;孤岛确定单元，用于重复所述计算、选择W及更新动作，直至所述当前水滴不存 在满足配电网孤岛划分的供电要求的相连节点，将所述当前水滴流过的节点连接而成的区 域作为当前划分得到的孤岛。
[0041] 本发明实施例中，将各个分布式电源看作不断前进的水滴，节点负荷大小用水滴 携带泥上量来表示，通过智能水滴算法（Intelligent Water Drops, IWD)求取孤岛划分运 一组合优化问题。本发明实施例中的方法及装置在图论的基础上，融入了等效电气距离，充 分体现了电力系统的特性。
[0042] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，W下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运 些附图获得其他相关的附图。
[0044] 图1示出了本发明实施例所提供的配电网孤岛划分方法的第一种流程示意图；
[0045] 图2示出了本发明实施例所提供的二端口网络的等值输入阻抗原理图；
[0046] 图3示出了本发明实施例所提供的配电网孤岛划分方法的第二种流程示意图；
[0047] 图4示出了本发明实施例所提供的配电网孤岛划分装置的模块组成示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实 施例的组件可各种不同的配置来布置和设计。因此，W下对在附图中提供的本发明的 实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实 施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 考虑到现有技术中的算法虽然能够解决配电网的孤岛划分问题，然而上述算法没 有考虑到电气距离、阻抗大小等因素，没能体现出电力系统的特性，本发明提供了一种配电 网孤岛划分方法及装置，下面结合实施例进行具体描述。
[0050] 参考图1所示，本发明实施例提供了一种配电网孤岛划分方法，该方法包括W下步 骤：
[0051] 步骤S102,根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确定配电网 的拓扑结构，其中，分布式电源与用户均为该拓扑结构中的节点。
[0052] 含有分布式电源的配电网的拓扑结构可W表示为点加权连通无向图G(V，E，ω， d)，即由分布式电源为根节点和母线节点、负荷节点形成树，其中V表示节点集合，Ε表示节 点之间的边集合，ω表示各节点的负荷权重，d表示各节点的需求，即各节点的功率。点加权 连通无向图中各节点V W流出功率为正，拥有2个参数，即节点权值Cv和节点需求dv。节点V的 需求dv为节点V的功率，节点的权值Cv设置为Cv = dvX ων，ων为节点V的负荷权重，负荷优先 级越高，负荷等级越高，相应的负荷权重值越大，分布式电源节点和联络节点的节点权值为 0。
[0053] 步骤S104，对确定的拓扑结构进行节点简化。
[0054] 含分布式电源的配电网中设备繁多，网络接线复杂，节点数目庞大。为减小求解的 规模，需要对配电系统的拓扑结构进行简化。本实施例中，主要通过w下两种方式进行简 化：（al)当拓扑结构中的多个节点得电和断电同步进行时，将该多个节点进行合并，合并后 的节点的负荷等于该多个节点的负荷之和。具体地，主馈线和分支馈线构成的网架中，如果 两个节点之间不存在自动开关，如断路器、烙断器等，运两个节点必然同时得电或断电，因 此可W将运两个节点进行合并，合并后节点的负荷为运两个节点的负荷之和。（a2)当拓扑 结构中的当前节点负荷为零时，将当前节点与当前节点的父节点进行合并，合并后的节点 的负荷等于该父节点的负荷。具体地，将零需求节点与其父节点合并，从而简化树模型。对 配电网的拓扑结构进行简化，能够减小求解的规模。
[0055] 步骤S106,根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的拓扑结构进行孤岛 划分，得到多个孤岛。
[0056] 本实施例中，将拓扑结构中的各个分布式电源作为孤岛划分的捜索起点，即将分 布式电源看成智能水滴，W分布式电源为根节点形成有根树。已知分布式电源的额定容量 和负荷平均值，利用智能水滴算法逐个求解对应上述有根树的树背包，具体划分过程包括 W下步骤：
[0057] (bl)将简化后的拓扑结构中的各个分布式电源作为水滴，计算当前水滴流向各个 相连节点的概率。
[0058] 本步骤中，通过W下公式(1)至(4)计算当前水滴流向各个相连节点的概率；
[0063] 其中，表示当前水滴在当前节点i处流向相连节点j的概率，soilQ，j)表 示当前节点i与相连节点j所形成的路径所携带的泥±量，1表示除相连节点jW外的相连节 点，Vc(IWD)表示当前水滴流过的节点的集合，soil(i，l)表示当前节点i与相连节点1所形 成的路径所携带的泥±量，Es表示正实数
S数返回soil。，1)所有值 中的最小值，ω徒示相连节点j的负荷权重，loadj表示相连节点j的负荷大小，f (soi 1 (i， 1))的计算过程可参考f (soi 1 (i，j))的计算过程。
[0064] 本实施例中，设定两个节点i和j之间的泥±量与负荷大小和负荷等级紧密相关， 负荷按照重要程度分为一类负荷、二类负荷和第Ξ类负荷，对应的负荷权重分别为100、10、 1。上述公式4
f在为负数的情况，Es是一个很小的正实数，用W确 保函数f (soil(i，j))不为0,在运里取es = 0.01。将当前水滴访问过的节点纳入节点集V。 (IWD)o
[0065] (b2)在上述各个相连节点中选择概率最大的且满足配电网孤岛划分的供电要求 的相连节点作为当前水滴的流向节点。步骤b2能够通过W下子步骤实现：
[0066] (b21)在各个相连节点中选择概率最大的相连节点。
[0067] (b22)通过W下公式(5)判断该概率最大的相连节点是否满足配电网孤岛划分的 供电要求；
[006引
[0069] 其中，i表示配电网内的各个节点，η表示配电网内的节点的数量，ci表示每个节点 的权值，xi表示节点i是否被划入孤岛内，当节点i被划入孤岛内时，xi为1，否则xi为0, Wi表 示每个节点的负荷权重，di表示每个节点i的功率，V表示上述概率最大的相连节点，dv表示 节点V的功率，PiDss表示当前水滴流经过的节点所形成的线路的线路损耗，F胃、Fr\Vv 分别表示节点V处电压所允许的上限、下限和实际运行值，节点av表示节点V的父节点， 表示支路av-v中流过电流的实际值，/表示支路av-v中流过电流的最大值。
[0070] 本实施例中，孤岛划分的实质是一个带有约束条件的组合优化问题，孤岛内应包 括尽可能多的负荷，且优先保证重要负荷供电，充分发挥分布式电源的供电能力，减少用户 的总体停电时间，同时尽量避免分布式电源对系统安全稳定的不利影响，基于此，建立孤岛 划分的数学模型如下：
[0071]
[0072] 其中，cv表示各节点V的权值:对于负荷节点cv= Wvdv，ων为节点V的负荷权重，负 荷的优先级越高，负荷等级越高，ων的值越大;对于分布式电源节点和一些连接节点，ων = 0，相应的CV = 0。变量Χν表示节点是否被选入到孤岛中：若节点被选中，则Χν = 1 ;否则XV = 0。 V表示所有节点的集合;G为分布式电源节点的集合;Si为第i个孤岛的节点集合，孤岛的个 数为k。片。。为孤岛内的线路损耗，Iv,g为节点V和g之间节点的集合。K""、F?"、Vv分别表 示节点V处电压所允许的上限、下限和实际运行值。av是节点V的父节点，是支路av- V中流过电流的的实际值和最大值。
[0073] 基于上述数学模型（6)，上述步骤(b22)中通过公式(5)判断某节点是否满足配电 网孤岛划分的供电要求。
[0074] (b23)若步骤(b22)中该概率最大的相连节点满足配电网孤岛划分的供电要求，贝U 将该概率最大的相连节点作为当前水滴的流向节点，否则，按照上述概率从大到小的顺序 选择下一相连节点，重复步骤化22)的判断动作，直至得到当前水滴的流向节点。
[0075] 通过步骤(b21)至(b23)，能够确定当前水滴的流向节点，从而控制当前水滴向其 他节点流动。
[0076] (b3)在当前水滴流向上述流向节点的过程中，根据等效电气距离原理更新当前水 滴的速度、所携带的泥±量、W及当前水滴的移动路径所携带的泥±量。
[0077] 本步骤中，通过W下公式(7)和(8)更新当前水滴的速度；
[007引
[0080]其中，soil(i，j)表示当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径所携带的 泥±量，ω康示流向节点j的负荷权重，loadj表示流向节点j的负荷大小，ve 1 ?(t)表示当 前水滴的当前速度，vel?(t+l)表示当前水滴的更新后的速度，当前水滴的初始速度为8， av、bv、Cv分别表不速度更新参数，速度更新参数设为av=Cv = 1, bv = 0.01。
[0081]本步骤中，通过W下公式(9)至（12)根据等效电气距离原理更新当前水滴所携带 的泥±量；
[008引其中，time (i，j ; ve 11?(t+1))表示当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的移动 时间，册D ( i，j )表示当前节点i与流向节点j之间的电气距离，Zi j , equ表示当前节点i与流向 节点j之间的阻抗，Δ S 0 i 1 (i，j)表示当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的泥±增量， as、bs、Cs分别表示泥±更新参数，泥±更新参数设为as = Cs = l，bs = 0.01，soilo?表示当前 水滴更新后的泥±量，soil?表示当前水滴的当前泥±量，当前水滴的初始泥±量为0。
[0087]本步骤中，通过W下公式(13)更新当前水滴的移动路径所携带的泥±量；
[008引 soilQ, j)o=(l-Pn) · soil(i, j)-Pn · A soilQ, j); (13)
[0089] 其中，当前水滴的移动路径为当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径， Pn表示路径泥±更新参数，0。= 〇.1，3〇11。^')〇表示当前水滴的移动路径更新后的泥±量， soil(i，j)表示当前水滴的移动路径当前携带的泥±量。
[0090] 通过本步骤能够知道，本实施例中在确定当前水滴的流向节点之后，首先更新当 前水滴的速度、然后更新当前水滴所携带的泥±量，最后更新当前水滴的移动路径所携带 的泥±量。在更新当前水滴所携带的泥±量的过程中利用了等效电气距离原理。
[0091] 本实施例中，受戴维南等效定理的启发，将电力系统节点i、j之间电气距离定义为 两点之间的等值输入阻抗Zij，equ，数值上等于向节点对(i，j)组成的二端网络注入单位电 流时两个节点之间的电位差化j。公式如下：
[0092]
[009引式中，Zii，Zw分别为系统节点阻抗矩阵中i，j节点的自阻抗，Zi功i，j节点之间的 互阻抗。
[0094] 原理图如图2所示。在公式（14)中，系统的节点阻抗矩阵由系统结构和各个元件的 参数决定，能够充分体现整个网络的拓扑信息。用二端口网络等值输入阻抗度量两点间的 电气距离，等值输入阻抗越小，即电气距离越小，则表征两节点之间的电气禪合性越大。按 照式(14)计算节点之间的电气距离，为计算智能水滴在两个节点间转移的时间作准备。
[0095] (b4)重复上述计算、选择W及更新动作，直至当前水滴不存在满足配电网孤岛划 分的供电要求的相连节点，将当前水滴流过的节点连接而成的区域作为当前划分得到的孤 岛。
[0096] 当前水滴不存在相连节点，或者当前水滴的相连节点均不满足配电网孤岛划分的 供电要求时，将当前水滴访问过的节点和边连接而成的区域确定为划分得到的孤岛。
[0097] 本实施例中，对任意一个分布式电源，都执行上述步骤(bl)至步骤(b4)的过程，从 而对配电网划分得到多个孤岛。由于确定各个分布式电源为智能水滴，因此某时刻智能水 滴携带的泥±量对应电力系统孤岛捜索过程中孤岛内的负荷。
[0098] 本发明实施例中，在孤岛划分结束后，还能够通过W下公式（15)求解配电网中所 有智能水滴携带总泥±量；
[0099]
(巧）
[0100] 其中N为智能水滴的数量，即分布式电源的数量。soiliwE为每个智能水滴所携带的 泥±量，soiliBS为配电网中所有智能水滴携带总泥上量。
[0101] 在孤岛划分结束后，本发明实施例还执行W下步骤，W校正划分得到的孤岛。
[0102] 步骤S108,对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案。
[0103] 步骤S108具体包括：（cl)检测划分得到的任意两个孤岛之间是否存在公共节点， 若存在，则判断该公共节点是否为可控负荷，若是，则将存在该公共节点的两个孤岛进行合 并，若不是，则比较运两个孤岛的供电剩余容量之和是否小于该公共节点的负荷，若不小 于，则将运两个孤岛进行合并；（c2)对当前孤岛进行可行性校验，判断当前孤岛是否满足电 力系统稳定运行约束，若满足，则确定当前孤岛为最终的孤岛划分方案，若不满足，则切除 当前孤岛中优先级低的节点，直至切除节点后的当前孤岛满足电力系统稳定运行约束，其 中，电力系统稳定运行约束包括电力平衡约束、传输线安全约束和母线电压不越限约束中 的一种或多种。
[0104] 上述动作（cl)中，如果划分得到的任意两个孤岛之间不存在公共节点，则跳过该 动作，执行动作(c2)。若公共节点为不可控负荷且运两个孤岛的供电剩余容量之和小于该 公共节点的负荷，则跳过该动作，执行动作(c2)。
[0105] 上述动作（c2)中，将孤岛内的分布式电源设为松弛节点，如果一个孤岛内存在多 个分布式电源，就选择功率最大的，剩余分布式电源节点设为PV节点，从而进行潮流计算。 验证结果是否满足W下约束条件。
[0106] ①电力平衡约束（power balance constraint) -PBC约束。
[0107]
(16)
[010引其中，。表示孤岛内DG的总容量;畜A'表示孤岛内的负荷总量。
[0109] ②传输线安全约束(rated value and limit constraint) -RLC约束。
[0110] Pmaxeij<Pratedeij (17)
[0111] 其中，PmaxeU为线路和变压器的最大容量;PratedeU为线路和变压器的额定容量。
[0112] ③母线电压不越限约束。
[0113] 0.95BuSratedi<BuSi<l .OSBuSratedi (18)
[0114] 其中，BUSI是母线实时电压;BuSratedi是母线额定电压。
[0115] 如果运些安全运行约束条件全部满足，则得到孤岛划分最终方案。如果出现电压 越限、设备过载等情况，则进行切负荷操作。负载切除时，切除过载设备下游端部分优先级 较低的可控负荷，继续进行上述校验，直到系统满足功率平衡为止，最后得到几个独立稳定 运行的孤岛。
[0116] 本发明实施例中，将各个分布式电源看作不断前进的水滴，节点负荷大小用水滴 携带泥上量来表示，通过智能水滴算法（Intelligent Water Drops, IWD)求取孤岛划分运 一组合优化问题。本发明实施例中的方法在图论的基础上，融入了等效电气距离，充分体现 了电力系统的特性。
[0117] 此外，利用智能水滴算法得到最优解后，又考虑了电网安全运行约束条件，对初始 孤岛方案进行校验修正，使得最终结果符合电力系统实际运行情况。在紧急情况下，运用本 实施例中的方法，将电网划分为若干个独立稳定运行的孤岛，能够充分发挥分布式电源的 优势，保障重要负荷W及尽可能多负荷的持续供电，有利于提高电力系统的供电可靠性。
[0118] 图3示出了本发明实施例提供的配电网孤岛划分方法的第二种流程示意图。如图3 所示，该孤岛划分流程包括：
[0119] 步骤S301，配电网网络参数初始化。
[0120] 输入配电网网络特性参数:配电网的拓扑结构，各条线路的阻抗、电压，各个节点 的负荷大小、可控性，分布式电源的位置、类型、容量等。
[0121] 步骤S302,将配电网中的分布式电源作为智能水滴，对智能水滴进行参数初始化。 其中智能水滴的数量等于分布式电源的数量。
[0122] 步骤S302具体包括：（1)静态参数初始化:一般水滴具有2个属性:速度velocity和 携带的泥±量3〇11。随着水滴的流动，速度会不断变化，携带的泥±量也会随之改变。速度 更新参数设为av = Cv = 1，bv = 0.01。泥±更新参数设为as = Cs=l，bs = 0.01。本地泥±更新 参数Pn为介于0和1之间的较小正数，参考文献资料设置Pn = 0.1。设置智能水滴的初始速度 InitVel = 8,智能水滴携带的初始泥±量为0。
[0123] (2)动态参数初始化:智能水滴的速度不断动态变化，用vel?表示，每个智能水滴 访问的节点集合为Ve(IWD)，初始状态下为空集，即Ve(IWD) = {}。
[0124] 步骤S303,基于智能水滴算法捜索当前智能水滴的流向节点。
[0125] 步骤S304,判断捜索到的流向节点是否满足供电需求，如果满足，则执行步骤 S305,否则返回步骤S303。
[0126] 步骤S305,将满足要求的流向节点归入节点集Vc(IWD)，基于等效电气原理更新当 前水滴的速度和泥±量，并更新当前水滴的移动路径的携带泥±量。
[0127] 步骤S306,当前水滴没有符合要求的流向节点时，节点捜索完毕，得到当前孤岛， 并更新孤岛所携带的总泥上量。
[0128] 步骤S307,判断当前孤岛与相邻孤岛的公共节点是否为可控负荷，如果是，则执行 步骤S308，否则执行步骤S309。
[01巧]步骤S308,进行孤岛合并。
[0130] 步骤S309,判断当前孤岛与相邻孤岛的剩余容量之和是否能够为公共节点供电， 如果能，执行步骤S308,否则执行步骤S310。
[0131] 步骤S310,对当前孤岛进行潮流计算。
[0132] 步骤S311，判断计算结果是否满足约束要求，如果满足，则执行步骤S312,否则执 行步骤S313。
[0133] 步骤S312,得到最终的孤岛划分方案。
[0134] 步骤S313,进行切除负荷操作，并转向步骤S310。
[0135] 对应上述的配电网孤岛划分方法，本发明实施例还提供了一种配电网孤岛划分装 置，用于执行上述方法，如图4所示，该装置包括：
[0136] 拓扑结构确定模块41，用于根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电 关系确定配电网的拓扑结构，其中，分布式电源与用户均为拓扑结构中的节点；
[0137] 拓扑结构简化模块42,用于对确定的拓扑结构进行节点简化；
[0138] 孤岛划分模块43,用于根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的拓扑结 构进行孤岛划分，得到多个孤岛；
[0139] 孤岛校正模块44,用于对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛 划分方案。
[0140] 上述拓扑结构简化模块42包括:第一合并单元，用于当拓扑结构中的多个节点得 电和断电同步进行时，将该多个节点进行合并，合并后的节点的负荷等于该多个节点的负 荷之和;第二合并单元，用于当拓扑结构中的当前节点负荷为零时，将当前节点与当前节点 的父节点进行合并，合并后的节点的负荷等于该父节点的负荷。
[0141] 上述孤岛划分模块43包括:概率计算单元，用于将简化后的拓扑结构中的各个分 布式电源作为水滴，计算当前水滴流向各个相连节点的概率;节点确定单元，用于在各个相 连节点中选择概率最大的且满足配电网孤岛划分的供电要求的相连节点作为当前水滴的 流向节点;参数更新单元，用于在当前水滴流向节点的过程中，根据等效电气距离原理更新 当前水滴的速度、所携带的泥±量、W及当前水滴的移动路径所携带的泥±量;孤岛确定单 元，用于重复上述计算、选择W及更新动作，直至当前水滴不存在满足配电网孤岛划分的供 电要求的相连节点，将当前水滴流过的节点连接而成的区域作为当前划分得到的孤岛。
[0142] 概率计算单元通过W下公式计算当前水滴流向各个相连节点的概率；
[0147] 其中，巧严?巧表示当前水滴在当前节点i处流向相连节点j的概率，soi 1 (i , j)表 示当前节点i与相连节点j所形成的路径所携带的泥±量，1表示除相连节点jW外的相连节 点，Vc(IWD)表示当前水滴流过的节点的集合，soil(i，l)表示当前节点i与相连节点1所形 成的路径所携带的泥±量，ε康示正实数，篇SO。片/))函数返回soil(i，l)所有值 中的最小值，ω j表示相连节点j的负荷权重，loadj表示相连节点j的负荷大小，f (soi 1 ( i， 1))的计算过程可参考f (soi 1 (i，j))的计算过程。
[0148] 节点确定单元包括:选择子单元，用于在各个相连节点中选择概率最大的相连节 点；判断子单元，用于通过W下公式判断概率最大的相连节点是否满足配电网孤岛划分的 供电要求；
[0149]
[0150] 其中，i表示配电网内的各个节点，η表示配电网内的节点的数量，ci表示每个节点 的权值，xi表示节点i是否被划入孤岛内，当节点i被划入孤岛内时，xi为1，否则xi为0, Wi表 示每个节点的负荷权重，di表示每个节点i的功率，V表示概率最大的相连节点，dv表示节点V 的功率，PiDss表示当前水滴流经过的节点所形成的线路的线路损耗，分别 表示节点V处电压所允许的上限、下限和实际运行值，节点av表示节点V的父节点，/。,_，，表示 支路av-v中流过电流的实际值，表示支路av-v中流过电流的最大值；
[0151] 重复子单元，用于若满足，则将概率最大的相连节点作为当前水滴的流向节点，否 贝1J，按照概率从大到小的顺序选择下一相连节点，重复判断动作，直至得到当前水滴的流向 节点。
[0152] 参数更新单元用于:通过W下公式更新当前水滴的速度；
[0155] 其中，soil(i，j)表示当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径所携带的 泥±量，ω康示流向节点j的负荷权重，loadj表示流向节点j的负荷大小，ve 1 ?(t)表示当 前水滴的当前速度，vel?(t+l)表示当前水滴的更新后的速度，当前水滴的初始速度为8， av、bv、cv分别表示速度更新参数；
[0156] 通过W下公式根据等效电气距离原理更新当前水滴所携带的泥±量；
[0161]其中，1：；[1]16。，^'；￥61胃(1+1))表示当前水滴从当前节点；[移动至流向节点^'的移动 时间，册D(i，j )表示当前节点i与流向节点j之间的电气距离，Zij,equ表示当前节点i与流向 节点j之间的阻抗，Δ S 0 i 1 (i，j)表示当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的泥±增量， as、bs、Cs分别表示泥±更新参数，so i 10?表示当前水滴更新后的泥上量，so i 11?表示当前 水滴的当前泥±量，当前水滴的初始泥±量为0;
[0162] 通过W下公式更新当前水滴的移动路径所携带的泥±量；
[0163] soil(i, j)o=(l-Pn) · soil(i, j)-Pn · A soil(i, j)；
[0164] 其中，当前水滴的移动路径为当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径， Pn表示路径泥±更新参数，soil(i，j)Q表示当前水滴的移动路径更新后的泥±量，soiia， j)表示当前水滴的移动路径当前携带的泥±量。
[0165] 上述孤岛校正模块44包括:第一校正单元，用于检测划分得到的任意两个孤岛之 间是否存在公共节点，若存在，则判断公共节点是否为可控负荷，若是，则将存在公共节点 的两个孤岛进行合并，若不是，则比较两个孤岛的供电剩余容量之和是否小于公共节点的 负荷，若不小于，则将两个孤岛进行合并;第二校正单元，用于对当前孤岛进行可行性校验， 判断当前孤岛是否满足电力系统稳定运行约束，若满足，则确定当前孤岛为最终的孤岛划 分方案，若不满足，则切除当前孤岛中优先级低的节点，直至切除节点后的当前孤岛满足电 力系统稳定运行约束，其中，电力系统稳定运行约束包括电力平衡约束、传输线安全约束和 母线电压不越限约束中的一种或多种。
[0166] 本发明实施例中，将各个分布式电源看作不断前进的水滴，节点负荷大小用水滴 携带泥上量来表示，通过智能水滴算法（Intelligent Water Drops, IWD)求取孤岛划分运 一组合优化问题。本发明实施例中的装置在图论的基础上，融入了等效电气距离，充分体现 了电力系统的特性。
[0167] 此外，利用智能水滴算法得到最优解后，又考虑了电网安全运行约束条件，对初始 孤岛方案进行校验修正，使得最终结果符合电力系统实际运行情况。在紧急情况下，运用本 实施例中的装置，将电网划分为若干个独立稳定运行的孤岛，能够充分发挥分布式电源的 优势，保障重要负荷W及尽可能多负荷的持续供电，有利于提高电力系统的供电可靠性。
[0168] 本发明实施例所提供的配电网划分装置可W为设备上的特定硬件或者安装于设 备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述 方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应 内容。所属领域的技术人员可W清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装 置和单元的具体工作过程，均可W参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再寶述。
[0169] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所掲露装置和方法，可W通过其它的方 式实现。W上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻 辑功能划分，实际实现时可W有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可W结合或者可 W集成到另一个系统，或一些特征可W忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间 的禪合或直接禪合或通信连接可W是通过一些通信接口，装置或单元的间接禪合或通信连 接，可W是电性，机械或其它的形式。
[0170] 所述作为分离部件说明的单元可W是或者也可W不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可W是或者也可W不是物理单元，即可W位于一个地方，或者也可W分布到多个 网络单元上。可W根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0171] 另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可W集成在一个处理单元中，也可 W是各个单元单独物理存在，也可W两个或两个W上单元集成在一个单元中。
[0172] 所述功能如果W软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可W 存储在一个计算机可读取存储介质中。基于运样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可软件产品的形式体现出来，该计 算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用W使得一台计算机设备(可W是个 人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，ReacK)nlyMemo巧）、随机存取存 储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可W存储程序代码的介质。
[0173] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语"第 一"、"第二"、"第立"等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0174] 最后应说明的是：W上所述实施例，仅为本发明的【具体实施方式】，用W说明本发明 的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发 明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员 在本发明掲露的技术范围内，其依然可W对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻 易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而运些修改、变化或者替换，并不使 相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护 范围之内。因此，本发明的保护范围应所述W权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种配电网孤岛划分方法，其特征在于，所述方法包括： 根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确定所述配电网的拓扑结 构，其中，所述分布式电源与所述用户均为所述拓扑结构中的节点； 对确定的所述拓扑结构进行节点简化； 根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到 多个孤岛； 对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方案。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对确定的所述拓扑结构进行节点简化，包 括： 当所述拓扑结构中的多个节点得电和断电同步进行时，将所述多个节点进行合并，合 并后的节点的负荷等于所述多个节点的负荷之和； 当所述拓扑结构中的当前节点负荷为零时，将所述当前节点与所述当前节点的父节点 进行合并，合并后的节点的负荷等于所述父节点的负荷。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据融入等效电气距离的智能水滴算法对 简化后的所述拓扑结构进行孤岛划分，得到多个孤岛，包括： 将简化后的所述拓扑结构中的各个分布式电源作为水滴，计算当前水滴流向各个相连 节点的概率； 在所述各个相连节点中选择所述概率最大的且满足配电网孤岛划分的供电要求的相 连节点作为所述当前水滴的流向节点； 在所述当前水滴流向所述流向节点的过程中，根据等效电气距离原理更新所述当前水 滴的速度、所携带的泥土量、以及当前水滴的移动路径所携带的泥土量； 重复所述计算、选择以及更新动作，直至所述当前水滴不存在满足配电网孤岛划分的 供电要求的相连节点，将所述当前水滴流过的节点连接而成的区域作为当前划分得到的孤 岛。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算当前水滴流向各个相连 节点的概率；其中，p|lVD(y)表示所述当前水滴在当前节点i处流向相连节点j的概率，s〇ii(i，j)表 示当前节点i与相连节点j所形成的路径所携带的泥土量，1表示除相连节点j以外的相连节 点，v。(IWD)表示所述当前水滴流过的节点的集合，so i 1 (i，1)表示当前节点i与相连节点1 所形成的路径所携带的泥土量，％表示正实数，函数返回soil(i，l)所 有值中的最小值，ω j表示相连节点j的负荷权重，loadj表示相连节点j的负荷大小，f (soi 1 (i，1))的计算过程可参考f (soi 1 (i，j))的计算过程。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述各个相连节点中选择所述概率最大 的且满足配电网孤岛划分的供电要求的相连节点作为所述当前水滴的流向节点，包括： 在所述各个相连节点中选择所述概率最大的相连节点； 通过以下公式判断所述概率最大的相连节点是否满足配电网孤岛划分的供电要求；其中，i表示所述配电网内的各个节点，η表示所述配电网内的节点的数量，(^表示每个 节点的权值，xi表示节点i是否被划入孤岛内，表示每个节点的负荷权重，di表示每个节 点i的功率，v表示所述概率最大的相连节点，d v表示节点v的功率，Pi〇ss表示所述当前水滴流 经过的节点所形成的线路的线路损耗，177 1%、Vv分别表示节点v处电压所允许的上 限、下限和实际运行值，节点av表示节点v的父节点，I av-v表示支路av-v中流过电流的实际 值，表示支路w中流过电流的最大值； 若满足，则将所述概率最大的相连节点作为所述当前水滴的流向节点，否则，按照所述 概率从大到小的顺序选择下一相连节点，重复所述判断动作，直至得到所述当前水滴的流 向节点。6. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据等效电气距离原理更新所述当前水滴 的速度、所携带的泥土量、以及当前水滴的移动路径所携带的泥土量，包括： 通过以下公式更新所述当前水滴的速度；其中，soil(i，j)表示所述当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路径所携带的 泥土量，ω j表示流向节点j的负荷权重，loadj表示流向节点j的负荷大小，velIWD( t)表示所 述当前水滴的当前速度，velIWD(t+l)表示所述当前水滴的更新后的速度，av、b v、Cv分别表示 速度更新参数； 通过以下公式根据等效电气距离原理更新所述当前水滴所携带的泥土量；soil〇IffD = soilIffD+ Δ soil(i , j)； 其中，time(i，j;velIWD(t+l))表示所述当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的移动 时间，HUD(i，j)表示当前节点i与流向节点j之间的电气距离，Zij,eqU表示当前节点i与流向 节点j之间的阻抗，△ soi 1 (i , j)表示所述当前水滴从当前节点i移动至流向节点j的泥土增 量，as、bs、c s分别表示泥土更新参数，so i loIWD表示所述当前水滴更新后的泥土量，so i 1IWD表 示所述当前水滴的当前泥土量； 通过以下公式更新所述当前水滴的移动路径所携带的泥土量； soil(i, j)〇=(l-pn) · soil(i, j)-pn · A soil(i, j)； 其中，所述当前水滴的移动路径为所述当前水滴的当前节点i与流向节点j所形成的路 径，Pn表示路径泥土更新参数，S〇il(i，j)Q表示所述当前水滴的移动路径更新后的泥土量， soi 1 (i，j)表示所述当前水滴的移动路径当前携带的泥土量。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对划分得到的多个孤岛进行校验与修正， 确定最终的孤岛划分方案，包括： 检测划分得到的任意两个孤岛之间是否存在公共节点，若存在，则判断所述公共节点 是否为可控负荷，若是，则将存在所述公共节点的两个孤岛进行合并，若不是，则比较所述 两个孤岛的供电剩余容量之和是否小于所述公共节点的负荷，若不小于，则将所述两个孤 岛进行合并； 对当前孤岛进行可行性校验，判断当前孤岛是否满足电力系统稳定运行约束，若满足， 则确定所述当前孤岛为最终的孤岛划分方案，若不满足，则切除所述当前孤岛中优先级低 的节点，直至切除节点后的所述当前孤岛满足所述电力系统稳定运行约束，其中，所述电力 系统稳定运行约束包括电力平衡约束、传输线安全约束和母线电压不越限约束中的一种或 多种。8. -种配电网孤岛划分装置，其特征在于，所述装置包括： 拓扑结构确定模块，用于根据配电网中各个分布式电源与各个用户之间的供电关系确 定所述配电网的拓扑结构，其中，所述分布式电源与所述用户均为所述拓扑结构中的节点； 拓扑结构简化模块，用于对确定的所述拓扑结构进行节点简化； 孤岛划分模块，用于根据融入等效电气距离的智能水滴算法对简化后的所述拓扑结构 进行孤岛划分，得到多个孤岛； 孤岛校正模块，用于对划分得到的多个孤岛进行校验与修正，确定最终的孤岛划分方 案。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拓扑结构简化模块包括： 第一合并单元，用于当所述拓扑结构中的多个节点得电和断电同步进行时，将所述多 个节点进行合并，合并后的节点的负荷等于所述多个节点的负荷之和； 第二合并单元，用于当所述拓扑结构中的当前节点负荷为零时，将所述当前节点与所 述当前节点的父节点进行合并，合并后的节点的负荷等于所述父节点的负荷。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述孤岛划分模块包括： 概率计算单元，用于将简化后的所述拓扑结构中的各个分布式电源作为水滴，计算当 前水滴流向各个相连节点的概率； 节点确定单元，用于在所述各个相连节点中选择所述概率最大的且满足配电网孤岛划 分的供电要求的相连节点作为所述当前水滴的流向节点； 参数更新单元，用于在所述当前水滴流向所述流向节点的过程中，根据等效电气距离 原理更新所述当前水滴的速度、所携带的泥土量、以及当前水滴的移动路径所携带的泥土 量； 孤岛确定单元，用于重复所述计算、选择以及更新动作，直至所述当前水滴不存在满足 配电网孤岛划分的供电要求的相连节点，将所述当前水滴流过的节点连接而成的区域作为 当前划分得到的孤岛。
【文档编号】G06Q50/06GK106067143SQ201610462394
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月23日 公开号201610462394.1, CN 106067143 A, CN 106067143A, CN 201610462394, CN-A-106067143, CN106067143 A, CN106067143A, CN201610462394, CN201610462394.1
【发明人】彭敏放, 张海艳, 朱亮, 车红卫, 刘正谊, 侯婧媖, 吴辉, 李正
【申请人】湖南大学, 国网湖南省电力公司长沙供电分公司, 国家电网公司, 国网湖南省电力公司