自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力系统恢复决策技术领域，提供了一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法及系统，本发明专利技术考虑设备损坏对于恢复调度的影响，在线调整应急抢修方案，完成输电线路、通信链路以及变电站负荷出线的修复，有效处理了应急抢修与恢复调度之间的相互影响，实现应急抢修与恢复调度之间的有效协同；将蒙特卡洛树搜索与数学规划方法相结合，保证了应急抢修和恢复调度决策能够在有效时间内完成，保证了决策的在线实现。保证了决策的在线实现。保证了决策的在线实现。

【技术实现步骤摘要】
自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统恢复决策
，具体涉及一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着气候变暖，近年来全球范围内台风、暴雨及冰灾等极端自然灾害频发，可能破坏电网的信息设备及物理设备，进而影响用户供电。极端自然灾害会直接导致电力信息物理设备的运行环境发生恶劣变化，威胁电网的安全运行，造成设备损坏和负荷损失。现代电力系统中新技术和新设备的应用虽然能够提高系统运行的稳定性和可靠性，但是仍然无法避免停电事故的发生，尤其是人力不可抗因素导致的停电。
[0004]现代社会电力供应影响着供水、供热以及供气等民生基础，停电事故会严重影响社会的正常运转和人民的基本生活。尤其，极端自然灾害与停电事故的叠加会进一步加剧这种恶劣影响的严重程度，甚至威胁到人民的生命安全。加快极端自然灾害后供电恢复，是提升电网抵抗极端自然灾害的重要举措，对于保障社会生产生活至关重要。为了尽快从极端自然灾害的扰动中实现电网的快速恢复，需要迅速完成被损坏信息物理设备的抢修，并同时通过电网的调度完成停电负荷的投入。
[0005]应急抢修和恢复调度是极端自然灾害后电网恢复的关键措施，考虑极端自然灾害对于输电线路、通信链路以及变电站负荷出线的破坏，协同应急抢修和恢复调度，合理安排抢修路径、负荷出线投切以及发电调度，可有效实现极端自然灾害后快速可靠的供电恢复。
[0006]目前的极端自然灾害后电网恢复方法对于应急抢修和恢复调度的考虑相对割裂，没有形成合理的协同机制，致使极端自然灾害后分属不同部门的应急抢修和恢复调度难以有效配合。并且，相关方法局限在离线预案制定方面，难以有效应对恢复过程中突发的不确定情况，影响供电恢复速度。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法及系统，本专利技术考虑设备损坏对于恢复调度的影响，在线调整应急抢修方案，完成输电线路、通信链路以及变电站负荷出线的修复，处理了应急抢修与恢复调度之间的相互影响，实现应急抢修与恢复调度之间的有效协同。
[0008]根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，包括以下步骤：获取电网运行状态、交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息；基于交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息，评估应急抢修的交通时间以及设备修复时间；
考虑当前电网运行状态和评估得到的交通时间以及设备修复时间，采用蒙特卡洛树搜索算法决策未来设定时间段内的应急抢修计划；基于所述应急抢修计划，获取未来电网状态变化情况及各状态的持续时间，建立负荷恢复动态优化模型，采用数学规划方法求解获得恢复调度计划；按照所述应急抢修计划进行抢修作业安排和物资规划安排，按照所述恢复调度计划进行发电机出力调整和负荷出线合闸操作。
[0009]作为可选择的实施方式，基于交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息，评估应急抢修的交通时间以及设备修复时间的具体过程包括：根据当前抢修队伍的具体位置以及交通路网状态，估算各抢修队伍到每一处故障所需要的交通时间；根据各设备的故障情况，预估相应设备的故障修复时间。
[0010]作为可选择的实施方式，采用蒙特卡洛树搜索算法决策未来设定时间段内的应急抢修计划的具体过程包括：由根节点开始，在计算出各节点的上限置信区间指标值后，依次选取上限置信区间指标值最大的节点进行下一步的扩展或模拟；将当前节点解析为系统应急抢修状态，搜索未来设定时间段内所有可能的应急抢修状态，设置为当前节点的子节点，并将其上限置信区间指标值设为无穷大；将当前节点解析为系统应急抢修状态，随机生成未来可能的修复过程，并根据修复过程建立多个恢复调度单时步优化模型，求解获取对应的决策指标值；基于模拟所得结果，对搜索树中各节点的参数进行更新。
[0011]作为进一步的限定，所述恢复调度单时步优化模型的优化目标为单时步加权负荷恢复收益最大化，约束包括节点电压约束、支路潮流约束、发电机爬坡约束和发电机出力约束。
[0012]作为进一步的限定，所述上限置信区间指标值由各节点模拟结果的平均值、该节点被访问次数及其父代节点被访问次数所确定。
[0013]作为可选择的实施方式，建立负荷恢复动态优化模型，采用数学规划方法求解获得恢复调度计划的具体过程包括：基于未来设定时间段内的应急抢修计划，判断其是否会导致电网状态的变化，若变化，则获取各个状态的先后次序及状态持续时间；根据电网状态变化及持续时间，以设定时长为优化时步，建立未来设定时间段内的动态优化模型，所述设定时间段能够分为多个设定时长；采用数学规划算法求解动态优化模型，获得未来各个优化时步的恢复调度计划，并将各个优化时步的恢复调度计划顺序执行。
[0014]作为进一步的限定，所述负荷恢复动态优化模型的优化目标为该时段的加权的负荷恢复收益，约束包括节点电压约束、支路潮流约束、发电机爬坡约束、发电机出力约束以及各时步间的调度关联约束。
[0015]作为可选择的实施方式，按照所述应急抢修计划进行抢修作业安排和物资规划安排的具体过程包括：每隔设定时长下发未来设定时间段的应急抢修计划，按照所述应急抢修计划安排
相应的抢修队伍的行动路线以及物资调配的行动路线。
[0016]作为可选择的实施方式，按照所述恢复调度计划进行发电机出力调整和负荷出线合闸操作的具体过程包括：根据下一优化时步的的恢复调度计划，生成发电厂以及变电站合闸操作票，下发给相应调度员或执行器执行。
[0017]一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策系统，包括：参数获取模块，被配置为获取电网运行状态、交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息；时间因素确定模块，被配置为基于交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息，评估应急抢修的交通时间以及设备修复时间；应急抢修决策模块，被配置为考虑当前电网运行状态和评估得到的交通时间以及设备修复时间，采用蒙特卡洛树搜索算法决策未来设定时间段内的应急抢修计划；恢复调度决策模块，被配置为基于所述应急抢修计划，获取未来电网状态变化情况及各状态的持续时间，建立负荷恢复动态优化模型，采用数学规划方法求解获得恢复调度计划；执行模块，被配置为按照所述应急抢修计划进行抢修作业安排和物资规划安排，按照所述恢复调度计划进行发电机出力调整和负荷出线合闸操作。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术提供的自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，可以根据应急抢修与恢复调度实时信息在线调整应急抢修方案并决策恢复调度计划，适应恢复过程中系统的不确定变化，协调抢修中心和调度中心快速完成灾后的供电恢复工作；（2）本专利技术提供的自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，建立了应急抢修与恢复调度的协同机制，考虑应急抢修与恢复调度实施上的独立与目标上的耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，其特征是：包括以下步骤：获取电网运行状态、交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息；基于交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息，评估应急抢修的交通时间以及设备修复时间；考虑当前电网运行状态和评估得到的交通时间以及设备修复时间，采用蒙特卡洛树搜索算法决策未来设定时间段内的应急抢修计划；基于所述应急抢修计划，获取未来电网状态变化情况及各状态的持续时间，建立负荷恢复动态优化模型，采用数学规划方法求解获得恢复调度计划；按照所述应急抢修计划进行抢修作业安排和物资规划安排，按照所述恢复调度计划进行发电机出力调整和负荷出线合闸操作。2.如权利要求1所述的一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，其特征是：基于交通路网状态、设备故障以及抢修队伍位置信息，评估应急抢修的交通时间以及设备修复时间的具体过程包括：根据当前抢修队伍的具体位置以及交通路网状态，估算各抢修队伍到每一处故障所需要的交通时间；根据各设备的故障情况，预估相应设备的故障修复时间。3.如权利要求1所述的一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，其特征是：采用蒙特卡洛树搜索算法决策未来设定时间段内的应急抢修计划的具体过程包括：由根节点开始，在计算出各节点的上限置信区间指标值后，依次选取上限置信区间指标值最大的节点进行下一步的扩展或模拟；将当前节点解析为系统应急抢修状态，搜索未来设定时间段内所有可能的应急抢修状态，设置为当前节点的子节点，并将其上限置信区间指标值设为无穷大；将当前节点解析为系统应急抢修状态，随机生成未来可能的修复过程，并根据修复过程建立多个恢复调度单时步优化模型，求解获取对应的决策指标值；基于模拟所得结果，对搜索树中各节点的参数进行更新。4.如权利要求3所述的一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，其特征是：所述恢复调度单时步优化模型的优化目标为单时步加权负荷恢复收益最大化，约束包括节点电压约束、支路潮流约束、发电机爬坡约束和发电机出力约束。5.如权利要求3所述的一种自然灾害下电网应急抢修与恢复调度协同决策方法，其特征是：所述上限置信区间指标值由各节点模拟结果的平均值、该节点被访问次数及其父代节点被访问次数所确定。6.如权利要求1所述的一种自然灾害下电网应急抢修与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉田，孙润稼，范睿，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：