[發明專利]一種基于混合整數線性規劃的配電網可靠性指標計算方法

有效

• 申請號: 201910439195.2
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110210095B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 吳文傳;張伯明;栗子豪;孫宏斌;王彬;郭慶來
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于混合整數線性規劃的配電網可靠性指標計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)定義器件安裝狀態和支路故障后故障隔離、負荷轉供和故障恢復動作原則，具體如下：

在支路故障發生后，首先支路上游最靠近故障支路的斷路器進入斷路器動作階段，先動作打開斷路器、開斷故障電流，此時斷路器下游節點斷電；之后，進入開關動作階段，進行故障隔離，隔離故障支路；同時，通過開關和斷路器動作進行網絡重構，恢復斷電節點負荷，假設恢復全部負荷或零負荷；而后，修復故障支路，修復后通過動作開關和斷路器恢復原供電網絡結構；

2)構建基于混合整數線性規劃模型的配電網可靠性指標優化模型，該模型由目標函數和約束條件構成；具體如下：

2-1)確定模型的目標函數；

該模型的目標函數為最小化系統年平均中斷持續時間指數SAIDI，如式(1)所示：

Minimize:SAIDI (1)

2-2)確定模型的約束條件；具體如下：

2-2-1)配電網功率平衡約束，如式(2)-(3)所示：

其中，上標xy表示在支路xy發生故障下的場景，表示在支路xy發生故障時i節點的負荷，表示在支路xy發生故障時支路ij上由j節點流向i節點的功率，Ψ_i表示與i節點直接相連的支路集合，Ψ^LN表示負荷節點集合，Υ表示所有支路的集合，代表所有支路故障場景；

2-2-2)支路功率約束，如式(4)-(6)所示：

其中，M為正數，表示在支路xy發生故障時支路ij上靠近節點i開關的狀態，表示開關閉合，表示開關打開，表示在支路xy發生故障時支路ij上靠近節點j開關的狀態，表示開關閉合，表示開關打開，表示支路ij額定傳輸容量；

2-2-3)變壓器功率約束，如式(7)-(8)所示：

其中，為在支路xy發生故障時變壓器f的功率，為在支路xy發生故障時連接變壓器f的支路tr^f由變壓器節點流向下游節點的功率，Ψ^F表示所有變壓器節點的集合；

2-2-4)斷路器動作約束，如式(9)-(20)所示：

其中，上標B表示斷路器動作階段，為在支路xy發生故障時在斷路器動作階段支路ij的故障波及標志，表示支路xy發生故障時在斷路器動作階段支路ij受故障波及而處于斷電狀態，表示支路xy發生故障時在斷路器動作階段支路ij處于正常運行狀態，F_i^xy,B為在支路xy發生故障時在斷路器動作階段節點i的故障波及標志，F_i^xy,B＝0表示支路xy發生故障時在斷路器動作階段節點i受故障波及而處于斷電狀態，F_i^xy,B＝1表示支路xy發生故障時在斷路器動作階段節點i處于正常運行狀態；

上標NO表示正常運行狀態，為在正常運行狀態下支路ij上靠近節點i開關的狀態，表示開關閉合，表示開關打開，為在正常運行狀態下支路ij上靠近節點j開關的狀態，表示開關閉合，表示開關打開；

為在支路xy發生故障時支路ij上靠近節點i斷路器的狀態，表示斷路器閉合，表示斷路器打開，為在支路xy發生故障時支路ij上靠近節點j斷路器的狀態，表示斷路器閉合，表示斷路器打開，為在正常運行狀態下支路ij上靠近節點i斷路器的狀態，表示斷路器閉合，表示斷路器打開，為在正常運行狀態下支路ij上靠近節點j斷路器的狀態，表示斷路器閉合，表示斷路器打開；

為在支路xy發生故障時節點i的故障影響標志，表示支路xy發生故障時節點i受故障影響，表示支路xy發生故障時節點i不受故障影響；

2-2-5)開關動作約束，如式(21)-(31)所示：

其中，上標PF表示開關動作階段，為在支路xy發生故障后在開關動作階段支路ij的維修影響標志，表示支路xy發生故障后在開關動作階段支路ij受故障支路維修影響而處于斷電狀態，表示支路xy發生故障后在開關動作階段支路ij不受故障支路維修影響而處于正常運行狀態，F_i^xy,PF為在支路xy發生故障后在開關動作階段節點i的維修影響標志，F_i^xy,PF＝0表示支路xy發生故障后節點i受故障支路維修影響而處于斷電狀態，F_i^xy,PF＝1表示支路xy發生故障后節點i不受故障支路維修影響而處于正常運行狀態；

在支路xy發生故障后完成開關動作后節點i的供電標志，表示支路xy發生故障后完成開關動作后節點i正常供電，表示支路xy發生故障后完成開關動作后節點i處于斷電狀態；

2-2-6)可靠性指標計算約束，如式(32)-(37)所示：

其中，CID_i表示i節點的用戶中斷持續時間，λ_xy表示支路xy的年故障率，表示支路xy的故障開關動作中斷時間，表示支路xy的故障修復中斷時間，CIF_i表示i節點的用戶中斷頻率，NC_i為給定的i節點的用戶數量，SAIFI為系統年平均中斷持續時間指數，ASAI為系統平均供電指數，EENS為期望失負荷能量，B為所有負荷水平的集合，Δ_h為負荷水平h的年持續小時數，μ_h≤1為負荷水平h的峰值負荷比，L_i表示i節點的峰值負荷；

3)根據目標函數(1)和約束條件(2)-(37)，求解該優化模型，得到的CID_i、CIF_i、SAIDI、SAIFI、ASAI、EENS即為所求的可靠性評估指標。