[發(fā)明專(zhuān)利]一種計(jì)及多目標(biāo)優(yōu)化的供電恢復(fù)推理搜索方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110054468.5
• 申請(qǐng)日: 2011-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102136721A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史常凱;盛萬(wàn)興;孟曉麗;宋曉輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/26;H02H3/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域的推理搜索方法，具體涉及一種計(jì)及多目標(biāo)優(yōu)化的供電恢復(fù)推理搜索方法。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)作為直接面向用戶(hù)的環(huán)節(jié)，系統(tǒng)規(guī)模大、元件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)面臨較多的故障事件，有可能中斷對(duì)部分用戶(hù)的正常供電，此時(shí)就要考慮如何盡快恢復(fù)對(duì)用戶(hù)的供電，解決此問(wèn)題的過(guò)程就叫做配電網(wǎng)的供電恢復(fù)。供電恢復(fù)作為故障狀態(tài)下恢復(fù)控制的重要實(shí)現(xiàn)方式，是配電自動(dòng)化中最基本、最重要也是目前應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)功能之一，可以有效停電范圍、停電時(shí)間，提高故障處理的業(yè)務(wù)自動(dòng)化和決策智能化水平，有效提高配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度水平。

配電網(wǎng)供電恢復(fù)本質(zhì)上是發(fā)生故障以后的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，在定位并隔離了故障之后，系統(tǒng)被劃分為故障停電區(qū)、非故障停電區(qū)；非故障停電區(qū)又可進(jìn)一步劃分為與電源點(diǎn)(變電站)直接連通區(qū)和與電源點(diǎn)隔離的非連通區(qū)，前者通過(guò)閉合相應(yīng)出線(xiàn)斷路器即可恢復(fù)供電，后者則成為非故障停電“孤島”；供電恢復(fù)的主要任務(wù)就是在滿(mǎn)足配電網(wǎng)運(yùn)行要求的前提下，以恢復(fù)負(fù)荷最大化、開(kāi)關(guān)操作次數(shù)最小化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式最優(yōu)化等為目標(biāo)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流分布，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)中部分聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，為非故障停電“孤島”搜尋有效的供電恢復(fù)路徑。

一般認(rèn)為供電恢復(fù)計(jì)算在理論上是一個(gè)龐大的非線(xiàn)性整數(shù)組合優(yōu)化問(wèn)題，由于作為變量的開(kāi)關(guān)組合數(shù)量巨大，尤其是隨著智能配電網(wǎng)建設(shè)的深化推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和結(jié)構(gòu)將會(huì)更加龐大和復(fù)雜，單純依靠窮舉搜索或傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方式肯定不能適應(yīng)要求。目前供電恢復(fù)計(jì)算方法很多，主要包括啟發(fā)類(lèi)算法(包括啟發(fā)式搜索、專(zhuān)家系統(tǒng)、支路交換法等)、人工智能類(lèi)算法(比如遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Petri網(wǎng)、蟻群算法等)、最優(yōu)化方法類(lèi)(比如混合整數(shù)優(yōu)化、圖論方法等)。

啟發(fā)式算法是目前實(shí)際工程中應(yīng)用較多的一類(lèi)方法，核心在于設(shè)定合理科學(xué)的啟發(fā)式規(guī)則，是以一定的規(guī)則指標(biāo)來(lái)限定搜索的方向，以一定的準(zhǔn)則評(píng)價(jià)可能的解，以此減小搜索空間，減少恢復(fù)時(shí)間，這類(lèi)方法可以較快得出可行解，但結(jié)果往往距離最優(yōu)解有較大距離，尤其在復(fù)雜配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)情況下(多聯(lián)絡(luò)多分段)現(xiàn)有啟發(fā)式規(guī)則還很不適應(yīng)；人工智能類(lèi)算法一般適用于解決較復(fù)雜的多維問(wèn)題，但是往往計(jì)算時(shí)間、精度受限于網(wǎng)絡(luò)初始結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、迭代終止條件等，可能出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，在實(shí)際工程中應(yīng)用較少；最優(yōu)化方法中較典型的是基于圖論的算法，從配電網(wǎng)拓?fù)涮攸c(diǎn)出發(fā)，結(jié)合供電恢復(fù)計(jì)算的各項(xiàng)約束條件，將供電恢復(fù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為最小生成樹(shù)、待恢復(fù)樹(shù)切割等問(wèn)題，此類(lèi)方法直觀上易于理解，可以反映問(wèn)題實(shí)質(zhì)，計(jì)算速度較快，但是其結(jié)果往往受系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)或智能配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)的故障恢復(fù)控制模塊，針對(duì)配電網(wǎng)發(fā)生故障后對(duì)非故障停電區(qū)域的供電恢復(fù)路徑搜索，計(jì)及多目標(biāo)優(yōu)化的供電恢復(fù)推理搜索方法。

本發(fā)明的目的采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

所述方法包括下述步驟：

A、故障隔離；

B、非故障停電區(qū)的“孤島區(qū)間”劃分；

C、供電恢復(fù)路徑初步搜索及有效性過(guò)濾；

D、供電恢復(fù)路徑轉(zhuǎn)供方案搜索；

E、電氣校驗(yàn)；

其改進(jìn)之處在于，所述步驟C中，搜索與所述非故障停電區(qū)直接相連的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，所述聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一條可能的供電恢復(fù)路徑；從配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行規(guī)則出發(fā)，首先對(duì)所有可能的供電恢復(fù)路徑根據(jù)過(guò)濾規(guī)則進(jìn)行有效性過(guò)濾，形成有效供電恢復(fù)路徑集合；

所述步驟D中，所述供電恢復(fù)路徑轉(zhuǎn)供方案搜索包括：

1)計(jì)算所述有效供電恢復(fù)路徑集合中各供電恢復(fù)路徑的冗余轉(zhuǎn)供能力I_k-can；計(jì)算所述“孤島區(qū)間”的待轉(zhuǎn)負(fù)荷量I_i-need；

2)設(shè)定所述有效供電恢復(fù)路徑集合中各供電恢復(fù)路徑對(duì)應(yīng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)閉合，所述供電恢復(fù)路徑的初始轉(zhuǎn)供范圍是各自直接關(guān)聯(lián)的“孤島區(qū)間”；計(jì)算所述各供電恢復(fù)路徑的剩余轉(zhuǎn)供能力I_k-remain；按照所述各供電恢復(fù)路徑的I_k-remain大小排序；