[發明專利]基于可靠性的智能配電網供電分區恢復與整體優化方法

有效

• 申請號: 201410381707.1
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN104158178A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 祁彥鵬;王楓
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H3/06;H02H7/26
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于智能配電系統控制技術領域，特別是涉及一種基于可靠性的智能配電網供電分區恢復與整體優化方法。

背景技術

智能配電網是未來配電系統的發展趨勢，是智能電網建設的重要組成部分。物理方面，智能配電網以高度成熟的配電自動化技術以及高滲透率的分布式電源(DG)和儲能裝置為特征。用戶體驗方面，智能配電網又以供電高可靠性和用戶高滿意度為服務愿景。

實際上，前者是后者的物質基礎，后者是前者的目的表達。而后者的高可靠性和高滿意度又是兩位一體的關系，是同一事物的兩個方面：在供電方面表示為高可靠性，在用戶方面表現為高滿意度。其中高可靠性又包含兩個方面：足夠低的故障率和足夠短的故障停電時間。而要滿足這兩個要求，一方面要做好智能配電網的結構平衡與整體優化，消除故障隱患，從而減小系統的故障率及故障影響范圍；另一方面，還必須做到對故障后的智能配電網進行快速供電恢復，以便盡可能地縮短故障停電時間。

配電網供電恢復問題由來已久，指的是配電網發生故障后，經過故障區域定位與隔離后對非故障失電區域進行恢復供電的優化問題。智能配電網供電恢復問題即是在配電網智能化的新條件下所進行的非故障失電區域供電恢復的優化問題。它在傳統供電恢復問題的基礎上，需要著重考慮配電自動化、分布式電源與儲能裝置等物理方面的新變化，以及高可靠性和高滿意度的新特征。

針對傳統配電網的供電恢復問題，國內外學者提出了很多求解方法，諸如：數學優化方法、啟發式搜索算法、人工智能算法等。它們在供電恢復過程首重整體恢復，側重恢復過程的一次性完成。這樣可能會導致兩個不好的后果：

⑴恢復過程沒有考慮設備故障率的差異，可能導致恢復后系統平均故障率分布不均衡，致使系統存在運行風險，故障再發生的概率較高，對上一次供電恢復的努力形成事實上的浪費。如果同一故障反復發生，還可能會引起連鎖反應，造成更大面積的停電情況發生。

⑵恢復過程亦沒有考慮設備間故障修復時間的差異，這可能會導致故障修復時間短者受到故障修復時間長者拖累的情況，引起某些負荷點額外不必要的故障停電時間，從而導致系統整體可靠性不足，難以充分釋放系統整體可靠性的潛力。

傳統供電恢復方法均忽略了或難以顧及恢復過程中及恢復后智能配電網對高可靠性的要求。實際上，智能配電網中的設備不僅數量眾多，且類型差異較大，即便是同種設備亦會有多種型號，同一型號也會因尺寸各異、廠家不同等物理差異引起可靠性參數上的不同。這必然會引起電網結構在可靠性上的不平衡。以此看來，以可靠性為核心，研究智能配電網故障后供電分區恢復與整體優化方法是一個十分必要的課題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于可靠性的智能配電網供電分區恢復與整體優化方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于可靠性的智能配電網供電分區恢復與整體優化方法包括按順序執行的下列步驟：

步驟1)輸入智能配電網基礎數據信息，并構建目標函數和引導性指標：

構建基于可靠性的故障后供電分區恢復與整體優化的目標函數；構建的目標函數包括三個方面：⑴最大可能的降低系統的故障率，⑵最大可能的減少系統的故障停電時間，⑶最大可能的減小平均可靠性綜合指標，并為目標函數設置權值和約束條件；構建基于可靠性的分區恢復與整體優化過程中需用的相關引導性指標；其中分區恢復過程中需用的引導性指標為：⑴聯絡開關的原始平均故障率裕度FAFR_M，⑵分段開關的原始平均故障修復時間裕度FAFD_M；整體優化過程中需用的相關引導性指標為：⑶聯絡開關的平均可靠性綜合指標裕度FASI_M，⑷分段開關的系統平均可靠性綜合指標裕度SASI_M，用戶從待分析的系統中收集智能配電網基礎數據信息；包括電源數據、負荷數據、網絡數據、支路參數、可靠性參數；

步驟2)分區恢復：