考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法技术

本发明专利技术提出一种考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，首先获得抢修小队的抢修策略，确定故障区域、恢复时间和恢复顺序，接着通过设置转移策略矩阵的方式表达多应急电源车的转移路径，然后通过转移策略矩阵求出应急电源车的负荷恢复策略，最后通过离散二进制粒子群算法求解最优的转移策略矩阵。其提出了应急电源车转移策略矩阵技术及接入策略，用于表示多台应急电源车调度路径和与抢修小队的协同关系，并通过完好的线路恢复接入节点周围负荷，充分利用了应急电源车的供电能力和灵活调度的能力，使应急电源车的供电效益最大化。使应急电源车的供电效益最大化。使应急电源车的供电效益最大化。

【技术实现步骤摘要】
考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法


[0001]本专利技术属于配电网应急抢修领域，尤其涉及一种考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，电网在社会发展和人们日常工作生活中越发重要，一旦发生重大故障，如：自然因素导致的地震、台风、洪涝等灾害引起的线路断线、杆塔倒塌等故障；人为因素导致的电压崩溃、设备损坏等故障，将对经济生产和发展产生巨大的影响，导致难以估量的损失。
[0003]配电网作为电力系统网络中与用户相连的一环，将直接影响到用户用电的质量。配电网网络结构复杂，设备类型繁多，供给负荷类型多样等种种原因，给配电网安全稳定运行带来了巨大的挑战。因此，如何加强配电网应对重大灾害的能力，提高配电网故障后快速恢复供电的能力，保障国民经济水平，减小因大规模故障带来的损失是至关重要的。
[0004]配电网具有闭环设计、开环运行的结构特点，能够灵活的对线路开关进行操作。在制定故障恢复策略时，隔离故障区，在不对网络结构发生重大改变且满足约束的前提下，通过现有的综合能源恢复非故障停电区的供电。相较于输电网，配电网规模较小，操作简单，研究的配电网故障抢修恢复模型具有工程实际价值。
[0005]应急电源车作为应急防御的一环，具有极大的灵活性，在应急情况下是不可或缺的。但应急电源车容量有限，且总数也有一定的限制，如何充分发挥应急电源车的灵活性，合理分配有限资源，恢复失电负荷，使效益最大化是目前研究的重点。
[0006]当前对于应急电源车恢复负荷的研究有限，目前的研究集中在应急电源车的单次调度、对单个负荷或区域进行恢复上，对于应急电源车的利用仍不充分。若应急电源车与抢修小队的工作进行协同，在部分故障恢复后进行转移，恢复其他区域的失电负荷，且利用完好的线路分配多余的电能，能够提高应急电源车的利用效率，减少故障带来的损失。

技术实现思路

[0007]为了弥补现有技术的空白和不足，考虑当前对于应急电源车恢复负荷的研究有限，目前的研究集中在应急电源车的单次调度、对单个负荷或区域进行恢复上，对于应急电源车的利用仍不充分。本专利技术提出一种考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，提出了应急电源车转移策略矩阵技术及接入策略，用于表示多台应急电源车调度路径和与抢修小队的协同关系，并通过完好的线路恢复接入节点周围负荷，充分利用了应急电源车的供电能力和灵活调度的能力，使应急电源车的供电效益最大化。
[0008]本专利技术具体采用以下技术方案：
[0009]一种考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：首先获得抢修小队的抢修策略，确定故障区域、恢复时间和恢复顺序，接着通过设置转移策略矩阵的方式表达多应急电源车的转移路径，然后通过转移策略矩阵求出应急电源车
的负荷恢复策略，最后通过离散二进制粒子群算法求解最优的转移策略矩阵。
[0010]进一步地，所述通过设置转移策略矩阵的方式表达多应急电源车的转移路径，具体包括以下过程：
[0011]通过转移策略矩阵用以表示应急电源车的调度路径及与抢修小队的协同关系：
[0012][0013]式中：n行表示有n台应急电源车；m列表示m个顺序恢复的孤立网络；x
ij
∈[0,k],其中k为第m个孤立网络的节点个数，对孤立网络中的节点重新编号，取0时表示未接入该孤立网，取[1,k]时表示孤立网中的元素对应的节点编号；
[0014]在矩阵前插入一列(x
01
,x
02
,
…
,x
0n
)
T
用以表示应急电源车的初始位置，可以将这一列视作一个抢修时间为0的特殊孤立网络，原矩阵扩展为n
×
(m+1)；应急电源车转移策略矩阵的每一行参数，得到应急电源车在不同孤立网络、不同节点之间的转移策略；
[0015]由转移策略矩阵的每一列代表一个孤立网络区域，通过以下方式，求得各个电源车在各孤立网络的供电时间：
[0016][0017]式中：T
ij
为第i辆电源车在第j个孤立网络的供电时间；为第j个孤立网络恢复系统侧供电的时间；为第j
‑
n个孤立网络恢复系统侧供电的时间，其中n为使x
i,j
‑
n
不为0的最小正整数；为第i辆电源车在第j个和第j
‑
n个孤立网络间的转移时间；
[0018]由此得到应急电源车的供电时间矩阵：
[0019][0020]由供电时间的每一列，供电时间越长的电源车，越早接入该孤立网络，得到应急电源车接入孤立网络的先后顺序。
[0021]进一步地，所述通过转移策略矩阵求出应急电源车的负荷恢复策略具体为：
[0022](1)应急电源车接入后优先恢复应急电源车周边负荷；
[0023](2)恢复负荷时如能合并两个网络，则优先合并网络，形成孤岛，并将可恢复负荷扩展到另一网络周边的负荷；
[0024](3)在供电能力范围内恢复负荷完成后，切除与孤岛相连的线路；
[0025](4)恢复全部不可控负荷后，再恢复可控负荷。
[0026]进一步地，首先建立故障情况下的负荷价值：
[0027][0028]式中：W
i
为第i个节点的负荷价值量；为第i个节点的二级负荷总量；为第i
个节点的不可控三级负荷总量；为第i个节点的可控三级负荷总量；α
i
为第i个节点的二级负荷紧急度；β
i
为第i个节点的三级负荷紧急度；ω2为二级负荷权重；ω3为三级负荷权重；x
i
为第i个节点可控负荷投切状态，0表示未投入，1表示投入；
[0029]对于可控负荷的接入，通过式(5)选择某个孤立网络的可控负荷接入：
[0030][0031]式中：x
i
为第i个可控负荷的投入情况，1表示投入，0表示未投入；G
k
为第k个孤立网络的可控负荷节点编号集合；P
res
为应急电源车剩余供电能力；
[0032]由负荷价值函数，结合应急电源车恢复负荷的策略，得到应急电源车恢复负荷的价值函数：
[0033][0034]式中：W
k
为第k个节点的负荷权重；T
ij
为第i辆电源车在第j个孤立网络的供电时间；G
ij
为第i辆电源车接入第j个孤立网络后恢复的负荷集合；
[0035]在应急电源车转移调度，恢复负荷的过程中，需要满足如下约束条件：
[0036](1)潮流约束条件：
[0037][0038]式中：P
a
,Q
a
为节点a处注入的有功功率和无功功率；U
a
,U
b
为节点a和b的电压幅值；Ω
a
为与节点a相连的节点集合；G
ab...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：首先获得抢修小队的抢修策略，确定故障区域、恢复时间和恢复顺序，接着通过设置转移策略矩阵的方式表达多应急电源车的转移路径，然后通过转移策略矩阵求出应急电源车的负荷恢复策略，最后通过离散二进制粒子群算法求解最优的转移策略矩阵。2.根据权利要求1所述的考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，其特征在于：所述通过设置转移策略矩阵的方式表达多应急电源车的转移路径，具体包括以下过程：通过转移策略矩阵用以表示应急电源车的调度路径及与抢修小队的协同关系：式中：n行表示有n台应急电源车；m列表示m个顺序恢复的孤立网络；x
ij
∈[0,k],其中k为第m个孤立网络的节点个数，对孤立网络中的节点重新编号，取0时表示未接入该孤立网，取[1,k]时表示孤立网中的元素对应的节点编号；在矩阵前插入一列(x
01
,x
02
,...,x
0n
)
T
用以表示应急电源车的初始位置，可以将这一列视作一个抢修时间为0的特殊孤立网络，原矩阵扩展为n
×
(m+1)；应急电源车转移策略矩阵的每一行参数，得到应急电源车在不同孤立网络、不同节点之间的转移策略；由转移策略矩阵的每一列代表一个孤立网络区域，通过以下方式，求得各个电源车在各孤立网络的供电时间：式中：T
ij
为第i辆电源车在第j个孤立网络的供电时间；为第j个孤立网络恢复系统侧供电的时间；为第j
‑
n个孤立网络恢复系统侧供电的时间，其中n为使x
i,j
‑
n
不为0的最小正整数；为第i辆电源车在第j个和第j
‑
n个孤立网络间的转移时间；由此得到应急电源车的供电时间矩阵：由供电时间的每一列，供电时间越长的电源车，越早接入该孤立网络，得到应急电源车接入孤立网络的先后顺序。3.根据权利要求2所述的考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，其特征在于：所述通过转移策略矩阵求出应急电源车的负荷恢复策略具体为：(1)应急电源车接入后优先恢复应急电源车周边负荷；(2)恢复负荷时如能合并两个网络，则优先合并网络，形成孤岛，并将可恢复负荷扩展到另一网络周边的负荷；(3)在供电能力范围内恢复负荷完成后，切除与孤岛相连的线路；
(4)恢复全部不可控负荷后，再恢复可控负荷。4.根据权利要求3所述的考虑电源车协同调度的配电网应急抢修恢复方法，其特征在于：首先建立故障情况下的负荷价值：式中：W
i
为第i个节点的负荷价值量；为第i个节点的二级负荷总量；为第i个节点的不可控三级负荷总量；为第i个节点的可控三级负荷总量；α
i
为第i个节点的二级负荷紧急度；β
i
为第i个节点的三级负荷紧急度；ω2为二级负荷权重；ω3为三级负荷权重；x
i
为第i个节点可控负荷投切状态，0表示未投入，1表示投入；对于可控负荷的接入，通过式(5)选择某个孤立网络的可控负荷接入：式中：x
i
为第i个可控负荷的投入情况，1表示投入，0表示未投入；G
k
为第k个孤立网络的可控负荷节点编号集合；P
res
为应急电源车剩余供电能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸，郑凌枫，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：