一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法及装置，用于制定在配电网韧性恢复时利用公共交通资源进行能源恢复的合约，方法包括：建立配电网韧性恢复合约模型；根据预设的灾害信息建立配电网故障场景集合的拓扑重构模型，拓扑重构模型用于表征灾后配电网韧性恢复重构后的拓扑结构；确定置信参数，置信参数用于表征配电网风险偏好；在拓扑重构模型的拓扑下，根据置信参数及预设的灾害信息对合约模型进行优化处理，得到配电网韧性恢复灾前预案结果。在配电网韧性恢复中合理利用公共交通资源，以提高其韧性恢复能力；并通过制定合理的合约模型并求解得到灾前预案结果，为配电网韧性提升的整体决策提供了依据。性提升的整体决策提供了依据。性提升的整体决策提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法及装置


[0001]本专利技术涉及配电网韧性恢复
，尤其涉及一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法及装置。

技术介绍

[0002]电力系统韧性是指电网在遭受重大灾害、人为攻击等极端情况下，改变自身状态减少故障损失，并尽快恢复正常供电水平的能力。配电网需要针对灾害做出提前部署与预防，合理考虑灾害不确定性进行灾前部署决策。
[0003]韧性研究关注极端自然灾害，这类小概率事件很难通过历史数据得到未来灾害造成的影响，不能简单采用概率模型衡量灾害结果。传统的配电网韧性恢复中，配电网使用电网公司自身资源(维修人员、应急供电设备等)进行恢复，存在电网自身恢复能力欠佳、不足，从而影响配电网正常运行工作，影响配电网韧性恢复。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法及装置，用以解决现有技术中配电网韧性恢复能力不佳缺陷，通过合理调用公共交通资源实现配电网韧性恢复能力提升。
[0005]本专利技术提供一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，用于制定在配电网韧性恢复时利用公共交通资源进行能源恢复的合约，所述方法包括：
[0006]建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分；
[0007]根据预设的灾害信息建立配电网故障场景集合的拓扑重构模型，其中，所述拓扑重构模型用于表征灾后配电网韧性恢复重构后的拓扑结构；
[0008]确定置信参数，其中，所述置信参数用于表征配电网风险偏好；
[0009]在拓扑重构模型的结构下，根据所述置信参数及预设的灾害信息对所述合约模型进行优化处理，得到配电网韧性恢复灾前预案结果。
[0010]根据本专利技术提供的一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，所述建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分，具体包括：所述合约模型的目标函数为：
[0011][0012]其中，x表示合约模型的决策变量，表示合约模型的决策向量，x
k
表示决策变量中第i种资源的购买量，Cost
k
(x
k
)表示第k种资源的购买成本，p
s
表示故障场景s对应发生的概率，z
s
表示辅助变量，α表示置信参数，ζ表示灾害损失阈值；
[0013]所述灾前购置资源成本部分的目标函数为：
[0014][0015][0016]其中，x
k
表示决策变量中第k种资源的购买量；
[0017]所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数为：
[0018][0019][0020][0021]其中，π(x,s)表示场景s下的灾害损失。
[0022]根据本专利技术提供的一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，所述建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分，具体包括：
[0023]定义π(x,ξ)表示配电网的灾害损失，其中表示灾前合约决策向量，ξ表示一个随机变量向量，对每个x，记ψ(x,
·
)为灾害损失π(x,ξ)的累积分布函数：
[0024]ψ(x,ζ)＝P{ξ|π(x,ξ)<ζ}
[0025]给定置信参数α∈(0,1)，定义α的风险价值(VaR,Value
‑
at
‑
Risk)α
‑
VaR如下：
[0026]ζ
α
(x)＝min{ζ|ψ(x,ζ)}≥α}
[0027]上式表示以(1
‑
α)概率发生的损失最严重场景中的最小灾害损失；
[0028]给定置信参数α∈(0,1)，定义α的条件风险价值(CVaR,Conditional Value
‑
at
‑
Risk)α
‑
CVaR如下：
[0029]φ
α
(x)＝E[ζ|ζ>ζ
α
(x)][0030]上式表示超过α
‑
VaR的灾害损失的期望，上式中期望的概率分布是将ψ(x,ζ)超过α部分的概率进行重新调整得到的概率分布ψ
α
(x,ζ)：
[0031][0032]对条件风险价值进行离散采样得到各场景发生概率，并对概率分布进行近似，得到所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数的表达式。
[0033]根据本专利技术提供的一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，所述根据预设的灾害信息建立配电网故障场景集合的拓扑重构模型，其中，所述拓扑重构模型用于表征灾后配电网韧性恢复重构后的拓扑结构，具体包括：
[0034]确定需要预测的故障场景信息及对应的发生概率；
[0035]根据所述故障场景信息及发生概率得到故障场景集合；
[0036]根据所述故障场景集合按照预设规则建立所述拓扑重构模型。
[0037]根据本专利技术提供的一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，所述在拓扑重构模型的结构下，根据所述置信参数及预设的灾害信息对所述合约模型进行优化处理，得到配电网韧性恢复灾前预案结果，具体包括：
[0038]对故障场景集合中的各故障场景进行初始化，得到各故障场景的决策变量；
[0039]对各故障场景分别进行至少一轮迭代，在每轮迭代中分别对各故障场景的合约模型进行优化，根据故障场景发生概率处理得到期望决策变量与期望VaR值并在每轮迭代中应用用固定惩罚因子ρ更新乘子其中为VaR值ζ
s
对应乘子，为决策变量x
s
对应乘子，惩罚因子ρ用于控制每轮迭代的决策变量更新幅度；
[0040]当各故障场景的决策变量与期望决策变量的偏差小于阈值∈时，停止迭代，得到最优决策变量x及最优灾害损失阈值ζ。
[0041]根据本专利技术提供的一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，所述灾前购置资源成本部分的目标函数中的决策变量的成本函数Cost
k
(x
k
)设置为二次函数；所述在拓扑重构模型的结构下，根据所述置信参数及预设的灾害信息对所述合约模型进行优化处理，得到配电网韧性恢复灾前预案结果，具体包括：
[0042]将最优决策变量x、最优灾害损失阈值ζ
s
及置信参数α输入合约模型目标参数得到配电网韧性恢复灾前预案结果。
[0043]本专利技术还提供一种配电网韧性恢复灾前预案制定装置，用于制定在配电网韧性恢复时利用公共交通资源进行能源恢复的合约，所述装置包括：
[0044]合约模型建模单元，用于建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分；
[0045]拓扑重构模型建模单元，用于根据预设的灾害信息建立配电网故障场景集合的拓扑重构模型，其中，所述拓扑重构模型用于表征灾后配电网韧性恢复重构后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网韧性恢复灾前预案制定方法，其特征在于，用于制定在配电网韧性恢复时利用公共交通资源进行能源恢复的合约，所述方法包括：建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分；根据预设的灾害信息建立配电网故障场景集合的拓扑重构模型，其中，所述拓扑重构模型用于表征灾后配电网韧性恢复重构后的拓扑结构；确定置信参数，其中，所述置信参数用于表征配电网风险偏好；在拓扑重构模型的结构下，根据所述置信参数及预设的灾害信息对所述合约模型进行优化处理，得到配电网韧性恢复灾前预案结果。2.根据权利要求1所述的配电网韧性恢复灾前预案制定方法，其特征在于，所述建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分，具体包括：所述合约模型的目标函数为：其中，x表示合约模型的决策变量，表示合约模型的决策向量，x
k
表示决策变量中第i种资源的购买量，Cost
k
(x
k
)表示第k种资源的购买成本，p
s
表示故障场景s对应发生的概率，z
s
表示辅助变量，α表示置信参数，ζ表示灾害损失阈值；所述灾前购置资源成本部分的目标函数为：所述灾前购置资源成本部分的目标函数为：其中，x
k
表示决策变量中第k种资源的购买量；所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数为：所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数为：所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数为：其中，π(x，s)表示场景s下的灾害损失。3.根据权利要求2所述的配电网韧性恢复灾前预案制定方法，其特征在于，所述建立配电网韧性恢复合约模型，其中所述合约模型包括灾前购置资源成本部分，及预测的灾后灾害损失部分，具体包括：定义π(x，ξ)表示配电网的灾害损失，其中表示灾前合约决策向量，ξ表示一个随机变量向量，对每个x，记ψ(x，
·
)为灾害损失π(x，ξ)的累积分布函数：ψ(x，ζ)＝P{ξ|π(x，ξ)＜ζ}给定置信参数α∈(0，1)，定义α的风险价值(VaR，Value
‑
at
‑
Risk)α
‑
VaR如下：
ζ
α
(x)＝min{ζ|ψ(x，ζ)}≥α}上式表示以(1
‑
α)概率发生的损失最严重场景中的最小灾害损失；给定置信参数α∈(0，1)，定义α的条件风险价值(CVaR，ConditionalValue
‑
at
‑
Risk)α
‑
CVaR如下：φ
α
(x)＝E[ζ|ζ＞ζ
α
(x)]上式表示超过α
‑
VaR的灾害损失的期望，上式中期望的概率分布是将ψ(x，ζ)超过α部分的概率进行重新调整得到的概率分布ψ
α
(x，ζ)：对条件风险价值进行离散采样得到各场景发生概率，并对概率分布进行近似，得到所述预测的灾后灾害损失部分的目标函数的表达式。...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正达，刁冠勋，陈颖，管必萍，余浩斌，戴人杰，卫思明，李博达，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：