[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)模型的解耦方法

在審

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• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111952964A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉家妤;許寅;馮昱堯;郭強(qiáng);王穎;王維;杜嫣然
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海市電力公司;北京交通大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/46;H02J3/32;H02J3/14
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 劉源

本發(fā)明提供的一種配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)模型的解耦方法，包括兩個步驟：先忽略電壓約束并將各個節(jié)點(diǎn)電壓近似為額定電壓，根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行狀態(tài)下的負(fù)荷水平確定表征網(wǎng)損水平的網(wǎng)損因子a，再將負(fù)荷計算為原有容量的(1+a)倍，建立并求解多時段的MILP模型，確定負(fù)荷狀態(tài)和拓?fù)錉顟B(tài)；在整數(shù)變量數(shù)值確定的條件下，建立多時段的SOCP模型，求解模型中的發(fā)電機(jī)出力和潮流數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的解耦方法，能夠縮短多時段故障恢復(fù)問題的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃(MISOCP)模型的求解時間，實(shí)現(xiàn)恢復(fù)策略的快速生成，同時確保求解精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)模型的解耦方法。

背景技術(shù)

由極端事件引發(fā)的大停電事故逐年增多，需要提高電力系統(tǒng)的韌性。研究多源協(xié)同的配電網(wǎng)恢復(fù)方法，有利于充分發(fā)揮各類分布式電源對配電網(wǎng)恢復(fù)的支撐作用，減小停電損失，通過制定切實(shí)可行的故障恢復(fù)策略，可有效縮短關(guān)鍵負(fù)荷停電時間，保障關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施正常運(yùn)作，從而提升配電網(wǎng)應(yīng)對極端事件的韌性。

極端事件可能在短時間內(nèi)破壞大量電力基礎(chǔ)設(shè)施，造成大停電事故，由于發(fā)電資源有限，在極端災(zāi)害情況下有可能無法在全停電時段為重要負(fù)荷供電。恢復(fù)關(guān)鍵負(fù)荷的任務(wù)是在滿足各項(xiàng)約束的前提下，確定要恢復(fù)的負(fù)荷集合、電源出力值以及恢復(fù)路徑，即各個線路開關(guān)狀態(tài)，從而盡量多且更為持久地為關(guān)鍵負(fù)荷供電。在多源協(xié)同的恢復(fù)策略中，通過電源開關(guān)以及分段開關(guān)等操作，可以連接微電網(wǎng)、分布式電源/儲能以及負(fù)荷，從而形成單個或多個電氣孤島。LIU Weijia、SUN Lei和LIN Zhenzhi等考慮了間歇性能源輸出功率不確定性，提出了含間歇性能源、儲能和電動汽車等不同類型電源系統(tǒng)的短時恢復(fù)供電策略，給出了故障后閉合開關(guān)的時間點(diǎn)。CHEN Bo、CHEN Chen和WANG Jianhui等提出了提出了極端事故后利用分布式電源進(jìn)行恢復(fù)的多時步恢復(fù)方法，然而其在考慮潮流方程約束時對模型進(jìn)行了線性化處理，并未考慮網(wǎng)損，結(jié)果不夠精確。XU Yin、WANG Ying和HE Jinghan等建立了恢復(fù)問題的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃問題，可以精確地對潮流方程進(jìn)行建模，求出的解為精確解，但是利用成熟商業(yè)優(yōu)化求解器對其進(jìn)行求解，存在收斂速度慢，計算時間過長的問題，無法滿足在線應(yīng)用要求。目前，對于考慮配電網(wǎng)多源協(xié)同多時段故障恢復(fù)問題的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型的求解方法有限，求解時間長或者求解困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)模型的解耦方法，旨在克服現(xiàn)有方法求解多時段混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型(MISOCP)問題迭代次數(shù)過多、求解時間長，無法滿足在線應(yīng)用要求的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種配電網(wǎng)多時段故障恢復(fù)模型的解耦方法，包括：

S1將配電網(wǎng)中每個節(jié)點(diǎn)電壓近似為額定電壓，確定用于表征該配電網(wǎng)的網(wǎng)損水平的網(wǎng)損因子a；將該配電網(wǎng)的負(fù)荷水平計算為原有容量的1+a倍，建立并求解多時段的混合整數(shù)線性模型，獲得配電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)和拓?fù)錉顟B(tài)；

S2基于配電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)和拓?fù)錉顟B(tài)，建立并求解多時段的二階錐規(guī)劃模型，獲得配電網(wǎng)恢復(fù)方案。

優(yōu)選地，步驟S1具體包括：

建立配電網(wǎng)絡(luò)在故障恢復(fù)中所需最大化加權(quán)負(fù)荷供電時間的目標(biāo)函數(shù)

maxf₁＝∑_t∑_i∈Lw_iγ_i,t (1)；式中，w_i為負(fù)荷的權(quán)重系數(shù)；γ_i,t為負(fù)荷i在t時段的狀態(tài)，負(fù)荷為恢復(fù)狀態(tài)則γ_i,t＝1，反之為0；

加入第一約束條件，建立多時段的混合整數(shù)線性模型；該第一約束條件包括潮流約束、運(yùn)行安全約束、能量與儲能荷電狀態(tài)約束和拓?fù)浼s束；

潮流約束包括：