[發(fā)明專利]一種基于配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升方法

在審

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• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110401183A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦超;劉建存;余貽鑫;曾沅
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 韓帥

本發(fā)明公開了一種基于配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升方法，即以極端天氣下配電系統(tǒng)的韌性水平最高為目標，建立基于配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升優(yōu)化模型，在給定的約束條件下，應(yīng)用場景分解算法求解得到事故前階段遠程可控制開關(guān)配置和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的最佳方案；所述的約束條件為：遠程可控制開關(guān)的投資限制約束、事故前階段系統(tǒng)運行約束、事故前階段系統(tǒng)輻射狀網(wǎng)絡(luò)拓撲約束、事故后階段各故障場景下系統(tǒng)運行約束、事故后階段各故障場景下系統(tǒng)輻射狀網(wǎng)絡(luò)拓撲約束。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施，電力系統(tǒng)的安全可靠運行是人們社會生活和經(jīng)濟生活正常進行的重要保障。然而，隨著全球氣候的變化，極端天氣的發(fā)生愈加頻繁，由此引發(fā)了越來越多的大規(guī)模停電事故，對人們的生產(chǎn)和生活造成了嚴重影響。作為當今社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施，電力系統(tǒng)需要在極端天氣發(fā)生時維持一定的性能，為此，電力系統(tǒng)“韌性”這一概念被提出，它是指電力系統(tǒng)對于變化條件的準備和適應(yīng)能力，以及對于擾動的承受和快速恢復能力。研究電力系統(tǒng)的韌性提升措施，對于提升系統(tǒng)在面對極端天氣時的應(yīng)對能力、保障人們社會生活和經(jīng)濟生活正常進行具有重要的理論價值和實踐意義。

對于配電系統(tǒng)而言，基于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的快速負荷恢復是其韌性提升的主要手段之一。對于配置手動開關(guān)的線路，極端天氣引起的故障發(fā)生后，不能迅速改變其開閉狀態(tài)，而配置遠程可控制開關(guān)的線路則可以由遠程控制迅速改變狀態(tài)，因此配置遠程可控制開關(guān)可以提升系統(tǒng)韌性。但是，考慮到遠程可控制開關(guān)的成本問題，在所有線路上配置遠程可控制開關(guān)是不切實際的，因此需要對遠程可控制開關(guān)進行最優(yōu)配置。以往對于遠程可控制開關(guān)最優(yōu)配置問題的研究，大多考慮在事故前階段配置遠程可控制開關(guān)，在事故發(fā)生后基于已配置的遠程可控制開關(guān)進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，其事故前階段的網(wǎng)絡(luò)拓撲往往是固定不變的。然而，由于在極端天氣產(chǎn)生影響之后，配置手動開關(guān)的線路，其事故后階段的狀態(tài)極大程度地取決于其事故前階段的狀態(tài)，因此事故前階網(wǎng)絡(luò)拓撲也會對系統(tǒng)韌性產(chǎn)生重要影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了進一步提升配電系統(tǒng)韌性，本發(fā)明的目的在于提供一種基于配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升方法，通過事故前階段進行遠程可控制開關(guān)的最優(yōu)配置和基于所有手動開關(guān)和遠程可控制開關(guān)的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，以及事故后階段進行基于已配置遠程可控制開關(guān)的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，進一步提升極端天氣下配電系統(tǒng)的韌性水平。具體技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟1對配電系統(tǒng)設(shè)定高概率故障線路及其相應(yīng)的故障概率。

步驟2以極端天氣下配電系統(tǒng)的期望失負荷量最小為目標建立配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升優(yōu)化模型，其中，對所述模型的約束條件包括：遠程可控制開關(guān)的投資限制約束、事故前階段系統(tǒng)運行約束、事故前階段系統(tǒng)輻射狀網(wǎng)絡(luò)拓撲約束、事故后階段各故障場景下系統(tǒng)運行約束、事故后階段各故障場景下系統(tǒng)輻射狀網(wǎng)絡(luò)拓撲約束。

步驟3對配電系統(tǒng)兩階段重構(gòu)的韌性提升優(yōu)化模型采用場景分解算法進行求解，獲得事故前階段遠程可控制開關(guān)配置和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的最佳方案。

所述步驟2中，以極端天氣下配電系統(tǒng)的期望失負荷量最小為目標，其函數(shù)表示形式為：

min LOLE＝min∑_c∈C(p_c∑_j∈BP_shed,j,c) (1)

其中，LOLE為系統(tǒng)的期望失負荷量；p_c為故障場景c的概率；P_shed,j,c為故障場景c下節(jié)點j的失負荷量；C為極端天氣下所有可能故障場景的集合；B為系統(tǒng)中所有節(jié)點的集合。

所述步驟2中，遠程可控制開關(guān)的投資限制約束表示為：

∑_(i,j)∈Ea_ij≤N_RCS (2)