[發明專利]一種基于0-1規劃模型的彈性保底網架搜索建模方法

在審

• 申請號: 201811554762.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109638821A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 孫志媛;丘浩;丘曉茵;梁水瑩;孫艷;周柯;李一銘;李明珀;劉默斯;劉光時;盧純顥
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本發明涉及電力系統核心骨干網架搜索技術領域，具體涉及一種基于0?1規劃模型的彈性保底網架搜索建模方法，具體步驟包括S1：建立以線路數和子網搜索權重之和為參考因素的目標函數；S2：建立優化模型的等式約束，建立以潮流約束為基礎的支路功率約束與支路電流約束；S3：建立優化模型的不等式約束，包括電壓約束、發電機功率限制約束和線路功率限制約束；S4：求解模型，使最終方案網架線路長度較小的同時電氣介數指標較大。利用本發明能解決傳統智能算法結果不確定性、算法魯棒性差問題，能得到線路最少的保底網架，并能獲得發電機是否投入運行的情況。其靈活性高，擴展性強，有效提高了保底網架搜索的效率和實用性。

技術領域

本發明涉及電力系統核心骨干網架搜索技術領域，具體涉及一種基于0-1規劃模型的彈性保底網架搜索建模方法。

背景技術

城市保底電網是指電網針對嚴重自然災害、外力破壞等極端情況，以提高城市核心區域和重要用戶供電安全、提高嚴重故障下的快速復電能力為目標，選取城市重要站點、關鍵線路和抗災保障電源進行差異化設計建設，所形成的最小規模網架。

為了提高城市電網防災應急保障能力，客觀應對城市電網面臨的風險，以減少損失、快速恢復為基本原則，遠近結合，最大限度利用好現有網架，提升電網防災抗災水平，有必要開展保底電網規劃研究工作。

保底網架是嚴重自然災害條件下保障重要負荷正常供電的最小網架，也是災后電網逐步恢復供電的基礎。由此可知，保底網架首先應包含重要負荷和重要電源節點，并且網架的規模要盡量小；其次，網架應盡量包含對系統運行、恢復影響較大的關鍵線路；最后，鑒于重要負荷的特殊性，保底網架在滿足電網安全運行約束和拓撲連通性約束的基礎上，應盡可能多地供應負荷，即具有較大的最大負荷供應能力。

0-1規劃是一種特殊形式的整數規劃，這種規劃的決策變量X_i只能取值0或1，故稱X_i為0-1變量或者是二進制變量，因為一個非負整數都可以用二進制記數法用若干個0-1變量表示。它的一般形式如下:

max(min)z＝c₁x₁+c₂x₂+...+c_nx_n；

0-1變量可以數量化地描述諸如開與關、取與棄、有與無等現象所反映的離散變量間的邏輯關系、順序關系以及互斥的約束條件，因此0-1規劃非常適合描述和解決如線路設計、工廠選址、背包問題等人們所關心的多種問題。因此它是運籌學中一個重要的模型，針對不同的實際問題有不同的求解模型，有分支定界法、匈牙利法等。

近年來對于保底網架的求解大多采用人工智能算法。如“基于改進BBO優化算法和電網生存性的核心骨干網架構建[J].中國電機工程學報,2014,34(16):2659-2667.”提出采用改進BBO優化算法搜索保底網架、“基于生物地理學優化算法的核心骨干網架搜索方法研究[J].陜西電力,2014,42(08):1-5.”改進生物地理學優化算法搜索骨干網架。“基于改進二進制量子粒子群算法的核心骨干網架搜索[J].中國電機工程學報,2014,34(34):6127-6133.”一文采用改進二進制量粒子群算法進行骨干網架搜索。“基于電網生存性評估的關鍵線路識別方法[J].中國電機工程學報,2011,31(07):29-35.”提出采用基于BPSO的骨干網架搜索方法。“基于圖論算法的電網核心骨干網架構建[J].廣東電力,2017,30(10):81-85.”提出采用基于圖論的算法對保底網架進行搜索。“計及元件綜合重要度和網絡抗毀性的骨干網架搜索[J].電測與儀表,2018,55(09):15-20+34.”提出采用引導煙花算法搜索骨干網架。“基于需求差異化的電網核心骨干網架構建[J].電測與儀表,2018,55(02):25-32.”提出采用改進量子粒子群算法進行模型的求解。