【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网监测评估，具体涉及一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法。
技术介绍
1、随着主动配电网(active distribution network，adn)概念的提出，配电网中逐渐接入大量分布式能源(distributed generation，dg)、分布式储能设备(electricalenergy storage，ees)和电动汽车(electric vehicle，ev)，这使得配电网的结构更加复杂、运行状态更多。配电网在整个电力系统中承担着最后阶段的电力分配任务，对其安全稳定运行提出了更高的要求，配电网一旦出现故障或遭受攻击，将引发大停电事故，造成不可估量的损失，因此，对配电网薄弱环节的准确评估对配网的安全稳定运行有着重大意义。
2、目前，关于配电网的脆弱性研究主要集中在利用复杂网络理论和风险理论对节点或线路的脆弱性评估，在构建指标时从配电网的结构、运行状态以及故障风险等方面出发，在这些指标中都缺乏对负荷差异性所造成的影响的考虑。且在实际场景中，为实现配电网的经济运行，配电网的结构往往随配电的负荷状况而发生变化。而在目前的脆弱性研究中却未考虑结构变化所引起的脆弱性转移，从而导致得到的节点(线路)脆弱性并非配电网节点(线路)实际的脆弱性。
3、现有的涉及配电网脆弱性评估包括：
4、中国专利“一种配电网节点脆弱性评价方法”(申请号：202011017458.x)，该专利技术首先针对分布式能源接入的配电网节点构建了对应的脆弱性指标；然后在对各项指标赋权时采用分布式能源
5、中国专利“基于拓扑结构的配电网关键线路脆弱性识别方法”(专利号：zl:202110811394.9)，该专利技术首先讲配电网抽象为一张图；然后通过分析电源到负荷的供电路径独立性和路径内独立性得到线路的脆弱性。
6、中国专利“一种综合考虑节点和线路的配电网脆弱性评估方法”(申请号：202310836819.0)，该专利技术提出了一中配电网中节点和线路相结合的脆弱性评估方法，分别对节点、线路进行脆弱性指标构建，再通过权重结合的方式将节点和线路脆弱性结合得到“节点-线路”脆弱性。
7、上述专利技术专利在配电网脆弱性评估领域做出了一定的贡献，但在考虑配电网拓扑结构时并未考配电网结构的变化，这与配电网结构随负荷变化而变化的实际不符；此外，在考虑负荷因素时也并未考虑负荷的等级差异所造成的影响，这与实际场景中根据用电用户存在差异的实际情况不符。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，弥补了传统方法对配电网结构变化以及负荷差异考虑的缺陷。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，包括以下步骤：
4、步骤1：依据配电网参数，构建初始配电网拓扑结构信息；
5、步骤2：以配电网总的线路损耗最小为优化目标，以系统的潮流、节点电压、支路电流以及配电网拓扑结构特点为约束条件，构建配网重构优化模型；
6、步骤3：采用量子粒子群算法qpso算法对步骤2构建的配网重构优化模型进行求解；
7、步骤4：针对配电网拓扑结构特点，构建节点脆弱性指标集；
8、步骤5：基于重构后的配电网拓扑结构参数以及负荷信息，计算各项脆弱性指标大小，并消除量纲不一致对指标赋权的影响；
9、步骤6：获得各项指标的权值，并利用复合法得到各节点的综合脆弱性。
10、所述步骤1中，配电网拓扑结构信息，即配电网的线路与节点的连接情况，可由复杂网络理论，将实际配电网抽象为一张图，以ieee14节点系统为例，得到如图1所示结构图。利用图论的理论分析，将图1中节点形成的集合称为节点集e，其边形成的集合称为支路集l，因此电网结构能够用抽象图g以及邻接矩阵a来描述，即:
11、g＝(e,l)
12、
13、式中，矩阵a的元素的取值为0或1，当节点i与节点j之间通过线路连接时取1，反之取0。
14、所述步骤2中，构建配网重构优化模型包括：
15、(1).配电网重构的目标函数：
16、为使配电网运行在一个经济的状态，以配电网运行时的有功损耗最小化为目标，其定义如下：
17、
18、式中，pmin为某一时段内配网总的有功耗损；ki表示配电网线路i的开关状态；m为配网的线路数；pi、qi为线路i的有功与无功功率；ui为线路i的末端电压；ri为线路i的阻抗。
19、(2).约束条件：
20、①、潮流约束：
21、
22、式中，vi为节点i的电压幅值；gij为节点导纳矩阵实部；bij为节点导纳矩阵虚部；θij为节点i、j间的相角差；pis为节点i注入的有功功率；qis为节点i注入的无功功率。
23、②、节点电压约束：
24、
25、式中，分别为节点电压的上下限；ui为节点i的电压值。
26、③、支路电流约束：
27、
28、式中，为线路l所允许流过的最大电流；il为线路l的电流大小。
29、④、拓扑结构约束：
30、h∈t
31、式中，h为配电网拓扑结构；t为该配电网所有辐射状结构集合。
32、网络必须保持连通，即不能形成孤岛。考虑到配电网的闭环设计和开环运行特点，其结构需保持在有效的辐射状。
33、所述步骤3中，采用十进制编码策略方式的量子粒子群算法qpso算法进行模型求解，包括以下步骤：
34、s301：输入配电网初始参数；
35、以ieee14节点系统为例，其系统结构图如图1所示，其线路和节点参数如表1和表2所示。该系统基准电压vn为23kv，基准容量sn为100mva。
36、表1 ieee14节点系统线路参数
37、
38、表2 ieee14节点系统负荷参数
39、
40、s302：算法的参数初始化：
41、初始化包括确定粒子种群数、迭代次数上限以及形成约束空间；粒子维度d为联络开关数，种群数目n与粒子维度d一般需满足：5d≤n≤10d，种群数目太少易导致算法求解时陷入局部最优，种群数目过多会使算法求解效率下降；迭代次数上限mi取值需满足：100≤mi≤4000；约束空间cs由各种约束条件确定，具体约束条件包含：
42、(1)潮流约束：
43、
44、式中，vi为节点i的电压幅值；gij为节点导纳矩阵实部；bij为节点导纳矩阵虚部；θij为节点i、j间的相角差；pis为节点i注入的有功功率；qis为节点i注入的无功功率。
45、(2)节点电压约束：
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【技术保护点】
1.一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤1中，配电网拓扑结构信息包括：节点形成的集合称为节点集E，其边形成的集合称为支路集L，因此电网结构能够用抽象图G以及邻接矩阵A来描述，即:
3.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤2中，构建配网重构优化模型包括：
4.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤3中，采用十进制编码策略方式的量子粒子群算法QPSO算法进行模型求解，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤3中，十进制编码策略是给整个配电网的联络开关以整数编号，并根据联络开关所处位置将配电网划分为与联络开关数相同的环网，将每个环网内开关从1开始编号，编号至这个环网的开关数值。
6.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特
7.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤5中，依据步骤3求解出配电网开关组合得到重构后的配电网拓扑结构，结合步骤4中构建的脆弱性指标定义，获得重构后各节点的各项脆弱性指标数值大小；其指标具体包含：
8.根据权利要求7所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤6包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤1中，配电网拓扑结构信息包括：节点形成的集合称为节点集e，其边形成的集合称为支路集l，因此电网结构能够用抽象图g以及邻接矩阵a来描述，即:
3.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤2中，构建配网重构优化模型包括：
4.根据权利要求1所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤3中，采用十进制编码策略方式的量子粒子群算法qpso算法进行模型求解，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种计及配电网重构的配电网节点脆弱性评估方法，其特征在于：所述步骤3中，十进制编码策略是...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁玲，蒲秋平，张鑫，苑涛，李明良，陈邦进，鲁洋，许鸿卫，卜得利，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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