考虑路-源不确定性的主动配电网故障抢修方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了考虑路

【技术实现步骤摘要】
考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网安全规划运行
，具体涉及考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，由极端自然灾害(地震、暴雨、冰雪等)造成的大范围停电事故愈加频繁，2008年南方地区电网因冰雪灾害被迫停运的10kV及以上线路7000多条，电力缺额最大达14.82GW；2009年巴西“11.10”大停电事故，受强降雨和雷电影响，使得多条线路因故障停运，系统失去超24GW负荷，波及约5000万人；2021年美国德州遭遇了百年一遇的暴雪袭击，电力设施被冰冻和风暴大肆破坏，切除负荷约20GW，影响人口约400万。为了减小极端天气导致的电网长时间停电的影响，合理制定抢修复电策略，提高配电网在自然灾害下的弹性，成为亟待解决的问题。
[0003]目前，国内外学者针对配电网抢修调度问题已有相关研究。部分研究将抢修调度与配电网重构协同优化，得到多时间尺度的配电网故障恢复策略，但未考虑通路通行能力对抢修调度的影响；有的研究考虑了交通网与配电网的信息交互，但仅将道路通行能力设置为一个特定参数，极端灾害发生后，道路的持续损坏和通信不畅导致道路的通行能力具有不确定性，此外，由于主动配电网中的分布式电源(distributed generation,DG)出力的波动性，也会影响配电网故障恢复策略的制定，有部分研究虽然考虑了抢修人员通行时间对配电网抢修策略的影响，但未对极端灾害后的道路通行能力进行准确刻画，可能造成抢修资源的浪费，并且未能将通行时间的不确定性和分布式电源的不确定性同时考虑，降低了故障恢复策略的实用性。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法及系统，同时考虑路网(通行能力)的不确定性和分布式电源(光伏出力)的不确定性，构造一个考虑分布式电源和路网双重不确定性的配电网抢修调度模型具有重要的现实意义。本专利技术将抢修人员调度与配电网调度协同优化，利用美国联邦公路局(bureau of public roads,BPR)路阻函数描述道路通行时间，并基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)生成道路车流量的概率分布，采用蒙特卡洛和同步回代缩减生成道路场景；考虑通行时间和分布式电源出力的不确定性，建立了计及“路
‑
源”不确定性的嵌套式C&CG鲁棒优化配电网抢修调度模型，以制定更具合理性的抢修调度方案。本专利技术能够同时计及交通网与配电网两个层面的不确定性，通过精确刻画通行时间不确定性集合，不仅保证了调度方案的可行性，还兼顾了配电网故障的恢复效率。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，该方法包括：
[0007]获取日道路饱和度数据；根据日道路饱和度数据，利用道路阻抗函数，构建路网不确定性场景集合，确定第一约束条件；第一约束条件为考虑路网不确定性的抢修人员调度约束条件；
[0008]根据日光伏出力预测曲线，构建分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件；第二约束条件为考虑分布式电源不确定性的配电网重构与孤岛划分约束条件；
[0009]将交通网与配电网耦合，基于第一约束条件和第二约束条件，建立路
‑
源不确定性的鲁棒优化模型，并对路
‑
源不确定性的鲁棒优化模型进行求解，生成配电网故障抢修调度策略。
[0010]进一步地，根据日道路饱和度数据，利用道路阻抗函数，构建路网不确定性场景集合，确定第一约束条件，包括：
[0011]根据日道路饱和度数据，将日道路饱和度数据代入高斯混合分布模型，对道路饱和度进行模拟，得到车流量的概率密度；
[0012]根据车流量的概率密度，利用道路阻抗函数量化道路通行时间；
[0013]根据道路通行时间，通过蒙特卡洛模拟生成路网不确定性场景集合；
[0014]利用同步回代缩减法对路网不确定性场景集合进行削减，确定第一约束条件。
[0015]进一步地，根据日光伏出力预测曲线，构建分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件，包括：
[0016]根据日光伏出力预测曲线，在考虑预设值的预设误差下，得到分布式电源不确定性集合；
[0017]根据分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件。
[0018]进一步地，路网不确定性通过道路通行能力来体现：
[0019]分布式电源不确定性通过光伏出力来体现。
[0020]进一步地，第一约束条件包括：
[0021][0022]式中：为抢修队伍c到达m点的时间，为抢修队伍c在故障点m所需的修复时间，为抢修队伍c从m点到n点的通行时间，该参数反应路网通行能力；M为一较大常数；N
f
为故障点与维修基地集合，dp为到达点，a
m,n,c
为抢修队伍路径的状态变量，若抢修小组c从m点移动到n点，则值为1，否则为0，RC为抢修队伍集合；
[0023][0024]式中，u
m,t
为在t时刻故障线路m是否可投入运行的状态变量，若在t时刻m可投入运行，则值为1，否则为0，τ为抢修时刻，f
m,τ
为故障点m是否被修复的状态变量，若m已被恢复，则值为1，否则为0。
[0025]进一步地，第二约束条件包括配电网运行约束、切负荷约束和配电网重构约束；
[0026]配电网运行约束：
[0027][0028][0029][0030]式中：G
j
为节点j的电源集合，Ω
N
为配电网节点集合，Ω
L
为配电网线路集合，P
j,t
和Q
j,t
分别为节点j电源的有功出力和无功出力，该参数反应光伏出力；其中，分别为节点j电源的有功出力和无功出力，该参数反应光伏出力；其中，为变电站节点发出功率，为分布式光伏发出功率；P
ij,t
和Q
ij,t
分别为在t时刻线路ij传输的有功功率与无功功率，和分别为在t时刻节点j负荷所需的有功功率与无功功率，为在t时刻负荷节点j切除的无功功率，为节点j的父节点，为节点j的子节点；为在t时刻负荷节点j切除的有功功率；
[0031]切负荷约束：
[0032][0033][0034]配电网重构约束：
[0035][0036][0037][0038]Pvg
j,t
≥1
[0039]‑
e
ij,t
M≤FL
ij,t
≤e
ij,t
M
[0040]e
ij,t
≤u
ij,t
[0041]式中：Ω
g
为配电网电源点集合，Ω...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，该方法包括：获取日道路饱和度数据；根据所述日道路饱和度数据，利用道路阻抗函数，构建路网不确定性场景集合，确定第一约束条件；所述第一约束条件为考虑路网不确定性的抢修人员调度约束条件；根据日光伏出力预测曲线，构建分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件；所述第二约束条件为考虑分布式电源不确定性的配电网重构与孤岛划分约束条件；将交通网与配电网耦合，基于所述第一约束条件和第二约束条件，建立路
‑
源不确定性的鲁棒优化模型，并对所述路
‑
源不确定性的鲁棒优化模型进行求解，生成配电网故障抢修调度策略。2.根据权利要求1所述的考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，根据所述日道路饱和度数据，利用道路阻抗函数，构建路网不确定性场景集合，确定第一约束条件，包括：根据所述日道路饱和度数据，将所述日道路饱和度数据代入高斯混合分布模型，对道路饱和度进行模拟，得到车流量的概率密度；根据所述车流量的概率密度，利用道路阻抗函数量化道路通行时间；根据道路通行时间，通过蒙特卡洛模拟生成路网不确定性场景集合；利用同步回代缩减法对路网不确定性场景集合进行削减，确定第一约束条件。3.根据权利要求1所述的考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，根据日光伏出力预测曲线，构建分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件，包括：根据日光伏出力预测曲线，在考虑预设值的预设误差下，得到分布式电源不确定性集合；根据分布式电源不确定性集合，确定第二约束条件。4.根据权利要求1所述的考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，所述路网不确定性通过道路通行能力来体现：所述分布式电源不确定性通过光伏出力来体现。5.根据权利要求1所述的考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，所述第一约束条件包括：式中：为抢修队伍c到达m点的时间，为抢修队伍c在故障点m所需的修复时间，为抢修队伍c从m点到n点的通行时间，该参数反应路网通行能力；N
f
为故障点与维修基地集合，dp为到达点，a
m,n,c
为抢修队伍路径的状态变量，若抢修小组c从m点移动到n点，则值为1，否则为0，RC为抢修队伍集合；M为大常数；式中，u
m,t
为在t时刻故障线路m是否可投入运行的状态变量，若在t时刻m可投入运行，则值为1，否则为0，τ为抢修时刻，0为出发点，f
m,τ
为故障点m是否被修复的状态变量，若m已
被恢复，则值为1，否则为0。6.根据权利要求1所述的考虑路
‑
源不确定性的主动配电网故障抢修方法，其特征在于，所述第二约束条件包括配电网运行约束、切负荷约束和配电网重构约束；配电网运行约束：配电网运行约束：配电网运行约束：式中：G
j
为节点j的电源集合，Ω
N
为配电网节点集合，Ω
L
为配电网线路集合，P
j,t
和Q
j,t
分别为节点j电源的有功出力和无功出力，该参数反应光伏出力；其中，分别为节点j电源的有功出力和无功出力，该参数反应光伏出力；其中，为变电站节点发出功率，为分布式光伏发出功率；P
ij,t
和Q
ij,t
分别为在t时刻线路ij传输的有功功率与无功功率，和分别为在t时刻节点j负荷所需的有功功率与无功功率，为在t时刻负荷节点j切除的无功功率，为节点j的父节点，为节点j的子节点；为在t时刻负荷节点j切除的有功功率；切负荷约束：切负荷约束：配电网重构约束：配电网重构约束：配电网重构约束：Pvg
j,t
≥1
‑
e
ij,t
M≤FL
ij,t
≤e
ij,t
Me
ij,t
≤u
m,t
式中：Ω
g
为配电网电源点集合，Ω
L
为配电网线路集合，Ω
N
为配电网节点集合，C
j
为电源点，FL
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭军，杨勇，郝如海，刘文飞，陈仕彬，牛浩明，谢映洲，祁莹，杨瑞，牛甄，赵进国，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：