[發明專利]基于風險評估的配電網故障恢復策略優化方法

有效

• 申請號: 201710018031.3
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106786546B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 郝麗麗;周天;宋朋勛
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.基于風險評估的配電網故障恢復策略優化方法，其特征在于，

包括若干個子過程，所述子過程包括電源、可恢復負荷和恢復路徑操作；

基于風險評估的配電網故障恢復的優化模型為：

G為配電網故障恢復整體方案的收益，G_m為第m個子過程的綜合恢復收益，M為配電網故障恢復方案的子過程集合，m為配電網故障恢復方案的子過程序號，I_m為第m個子過程的負荷恢復收益，C_m第m個子過程的控制代價，R_m為第m個子過程存在的風險，R_tr為恢復操作后過渡電網的風險；

在形成配電網故障恢復策略的過程中，滿足以下約束條件：

約束條件1，第m個子過程的容量約束條件：第m個子過程的操作應保證投入的電源容量不小于恢復供電負荷的容量；

式(9)中，P_m,s為第m個子過程中第s個可供電電源的容量，P_m,i為第m個子過程中第i個待恢復負荷的容量；

約束條件2，第m個子過程的潮流約束條件：第m個子過程的操作應保證恢復供電區域電壓、電流不越限；

式(10)中，u_min、u_max分別為第a個節點的電壓上下限；u_m,a為第m個子過程中第a個節點的電壓值；i_min、i_max分別為第a個節點的電流上下限；i_m,a為第m個子過程中第a個節點的電流值；

約束條件3，第m個子過程的收益約束：第m個子過程的收益大于門限值；

G_m≥G_min (11)

式(11)中，G_m為第m個子過程的綜合恢復收益，G_min為恢復方案的收益下限；

約束條件4，配電網輻射運行約束；

t∈T (12)

式(12)中，t為整體恢復方案的網絡拓撲結構；T為網絡輻射狀拓撲結構的集合；

所述基于風險評估的配電網故障恢復策略優化方法，具體包括以下步驟：

(1)電源初始化：分析配電網拓撲結構，對電源參數進行初始化，其具體步驟如下：

等同考慮包括黑啟動分布式電源BDG和備用聯絡線路在內的所有備用電源，對備用聯絡線路進行DG等值，將停電區域對應的所有可供電電源進行初始化，生成初始可恢復電源集合

(2)電網故障初步恢復：考慮配電網故障恢復的實際操作，求取從電源出發的所有子過程，具體包括以下步驟：

步驟201：在可恢復電源集合中選擇任意一個電源s_q，q＝{1,2,…,n_q}，窮舉停電負荷集合的所有子集，選取負荷容量與電源s_q容量滿足約束條件1的所有停電負荷子集，生成若干個“電源-負荷”對；

步驟202：針對電源s_q的各個“電源-負荷”對，利用Dijkstra算法搜索該電源到“電源-負荷”對中相應負荷的最短路徑，查找路徑上所有的設備，生成電源s_q的恢復方案集合其中是對應的電源s_s恢復方案集合的子集，所述恢復方案集合中的元素包含了電源s_q的第m_q個方案路徑上的所有設備；

步驟203：選擇電源s_q恢復方案集合中的任意方案，判斷所述方案是否滿足約束條件2，對恢復方案集合中的所有方案重復此操作；對滿足約束條件的恢復方案計算其目標函數值基于貪心策略選取恢復方案集合中收益最大的方案作為電源s_q的備選恢復方案，將其目標函數值記作

步驟204：選擇可供電電源集合中未被遍歷的電源，重復步驟201-203，求出各個電源單獨投入時的最大收益方案；基于貪心策略選取其中收益最大的電源備選恢復方案，作為最終恢復方案的子過程；

步驟205：刪除停電區域內已恢復供電的負荷，更新系統拓撲結構，將步驟5中得到的子過程中的供電電源容量更新為投入后的容量，生成新的停電負荷區域及對應的可供電電源集合，重復步驟201-204，直至無法生成新的恢復子過程；

(3)協調恢復：從負荷出發進一步求取恢復子過程，通過以下步驟以擴大恢復負荷量：

步驟301：選擇停電區域內任意一個待恢復負荷L_l，窮舉停電區域對應的可供電電源集合的所有子集，選取電源容量與負荷L_l容量滿足約束條件1的所有供電電源子集，生成多個“負荷-電源”對；其中l＝{1,2，…，n_l}；

步驟302：針對負荷L_l的各個“負荷-電源”對，利用Dijkstra算法搜索該負荷到“負荷-電源”對中相應電源的最短路徑，查找路徑上所有的設備，生成負荷L_l的恢復方案集合其中是對應的負荷L_l恢復方案集合的子集，所述集合中的元素包含負荷L_l的第m_l個恢復方案路徑上的所有設備；

步驟303：選擇負荷L_l恢復方案集合中的任意方案，判斷該方案是否滿足電約束條件2，對恢復方案集合中的所有方案重復此操作；對滿足約束條件2的恢復方案計算其目標函數值基于貪心策略選取恢復方案集合中收益最大的方案作為負荷L_l的備選恢復方案，將其目標函數值記作

步驟304：選擇停電區域內其它所有未被遍歷的停電負荷，重復步驟301-303，求出各個負荷單獨恢復的最大收益方案；基于貪心策略選取其中收益最大的負荷備選恢復方案，并作為最終恢復方案的子過程；

步驟305：刪除停電區域內已恢復供電的負荷及方案供電電源，更新系統拓撲；重復步驟301-304，直至無法生成新的恢復方案，并輸出最終恢復方案。