[發明專利]一種供電網絡拓撲結構優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202111576061.9
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114447932A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王昊晴;盛萬興;段青;趙彩虹;劉寧;孟曉麗;沙廣林;馬春艷;張姚;吳云召;劉璐;張偉超;李佳;高健;藺海麗;馮德志;李運碩
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/14;H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及供電網絡評估和優化技術領域，具體提供了一種供電網絡拓撲結構優化方法及裝置，包括：求解預先構建的第一優化模型，獲取供電網絡拓撲結構中各節點間的最優連通情況；利用所述各節點間的最優連通情況調節供電網絡拓撲結構中各節點間的連通情況；求解預先構建的第二優化模型，獲取供電網絡拓撲結構的最優潮流參數；利用所述最優潮流參數調節供電網絡拓撲結構的潮流參數；本發明提供的技術方案通過智能優化算法對雙層優化模型進行求解，進而優化調節供電網絡拓撲結構，能夠使供電網絡拓撲結構可靠性提高30％以上。

技術領域

本發明涉及供電網絡評估和優化技術領域，具體涉及一種供電網絡拓撲結構優化方法及裝置。

背景技術

航空航天自主供電裝備平臺主要由太陽能電池和儲能蓄電池共同供電。隨著太陽能電池技術的發展，更輕量、高效的太陽能薄膜正廣泛運用于太陽能無人機、衛星、空間站等離網平臺上，能夠提供長久的供電續航能力。由于發射成本高，工作周期長，這類裝備平臺對于供電時間和供電可靠性有著較高的要求。

節點故障的來源包括人為的干擾、攻擊以及設備自身的故障概率，同時節點的連續故障會引致更大范圍的節點失效，關鍵節點的故障更會給系統帶來重大影響。節點可靠性的提高有賴于專業技術的突破攻關，在節點可靠性提升難度較大的情況下，拓撲結構優化是提高供電網絡可靠性的關鍵。因此，亟需一種能夠提高供電網絡拓撲結構可靠性的優化方法。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提出了一種供電網絡拓撲結構優化方法及裝置。

第一方面，提供一種供電網絡拓撲結構優化方法，所述供電網絡拓撲結構優化方法包括：

求解預先構建的第一優化模型，獲取供電網絡拓撲結構中各節點間的最優連通情況；

利用所述各節點間的最優連通情況調節供電網絡拓撲結構中各節點間的連通情況；

求解預先構建的第二優化模型，獲取供電網絡拓撲結構的最優潮流參數；

利用所述最優潮流參數調節供電網絡拓撲結構的潮流參數；

其中，所述預先構建的第一優化模型包括：以供電網絡拓撲結構在N-K連鎖故障場景下的最小切負載量最小為目標的目標函數及其對應的約束條件，所述預先構建的第二優化模型包括：以供電網絡拓撲結構的切負載量最小為目標的目標函數及其對應的約束條件，N為供電網絡拓撲結構中節點總數，K為故障節點數。

優選的，所述以供電網絡拓撲結構在N-K連鎖故障場景下的最小切負載量最小為目標的目標函數的計算式如下：

上式中，M為N-K連鎖故障場景總數，m為經過場景削減的N-K連鎖故障場景總數，ω_j為節點j的權重，為第i個N-K連鎖故障場景中節點j處的最小切負載量。

進一步的，所述以供電網絡拓撲結構在N-K連鎖故障場景下的最小切負載量最小為目標的目標函數對應的約束條件的數學模型如下：

上式中，a_xj為供電網絡拓撲結構中節點x與節點j之間的備選支路連通系數，當節點x與節點j之間的備選支路連通時，a_xj＝1，當節點x與節點j之間的備選支路不連通時，a_xj＝0，N₁為網絡正常運行的最小支路數，N₂為網絡中備選線路的總數。

進一步的，所述潮流參數至少包括下述中的一種：各節點間線路的線容量、各節點的相角。

進一步的，所述以供電網絡拓撲結構的切負載量最小為目標的目標函數的計算式如下：

上式中，SL_j為節點j的切負載量。