基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，包括以下步骤，A）将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络；B）基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束；C）确定线路投运状态；D）建立停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型；E）采用CPLEX求解，得到最优恢复路径。本发明专利技术将非线性模型转变为混合整数线性模型，使其可以采用快速的混合整数模型求解方法，寻优效率高且寻优结果稳定性强，可以适用于大规模停电系统的恢复路径优化中，计算时间满足要求，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网停电恢复
，具体涉及一种基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法。
技术介绍
目前，电力系统已经非常强壮，但仍然存在大停电的风险。为了加快停电系统的恢复，减小电网停电损失，需要对停电系统的恢复路径进行优化，搜索已恢复节点到目标节点间的最优恢复路径是一个组合优化问题，随着电网系统规模的扩大，最优路径求解的计算规模呈指数级增加，因此，如何加快路径优化的计算速度，对其在电力系统恢复中的应用具有重要意义。现有的恢复路径优化模型中，路径的连通性无法忽略且难以解析表达，由于路径的连通性非解析表达，使得现有优化模型无法直接采用线性规划方法求解，只能通过多次搜索目标节点间的连通路径或对生成路径校验淘汰的方式满足该约束。常用的方法有两种：一个是对目标节点的恢复顺序进行排序，采用最短路径法迭代搜索目标节点间的连通路径，保证路径的连通性；另一个是先生成目标节点的恢复路径，再对恢复路径的连通性进行校验，逐步淘汰非连通的路径，保留较优的连通路径。针对电力系统规模较大、目标节点数量较多时，采用现有上述的两种方式，全局搜索最优结果时所需搜索的组合数呈指数级增长，计算时间长，难以满足实际要求，是当前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中对于电力系统规模较大、目标节点数量较多进行恢复路径优化时，计算时间长，难以满足实际要求的问题。本专利技术的基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，将非线性模型转变为混合整数线性模型，使其采用快速的混合整数模型求解方法，寻优效率高且寻优结果稳定性强，可以适用于大规模停电系统的恢复路径优化中，具有良好的应用前景。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络；步骤(B)，基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束；步骤(C)，确定线路投运状态；步骤(D)，建立停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型；步骤(E)，采用CPLEX对停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型求解，得到最优恢复路径。前述的基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：步骤(A)，将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络，包括以下步骤，(A1)，将停电系统中的已带电节点进行合并，生成停电系统的源节点；(A2)将停电系统中的未带电节点中的指定目标节点和非指定节点，分别设定为汇节点和中转节点，生成停电系统的单源多汇网络，所述指定目标节点为待恢复节点，非指定节点为后续待恢复节点。前述的基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：步骤(B)，基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束，所述连通性约束表示为容量约束、节点的状态约束、流量守恒约束和注入流量约束，具体如下，(B1)容量约束，如公式(1)所示，0≤yij≤n (1)其中，n表示有向网络的节点数量，yij表示从节点i流向节点j的流量，yij由有向网络中节点状态获得，投运节点消耗1个单位的流量，反之，则不消耗流量，源节点和汇节点的状态作为已知条件设为投运，将中转节点的状态作为决策变量；(B2)节点的状态约束、流量守恒约束及注入流量约束有向网络中的节点包括源节点、汇节点和中转节点，节点的状态约束、流量守恒约束和注入流量约束分别为，源节点的状态约束，如公式(2)所示， x i = 1 , ∀ i ∈ S - - - ( 2 ) ]]>其中，xi代表第i个源节点的流量消耗，S为有向网络的源节点集；源节点的流量守恒约束，如公式(3)所示， y 0 = Σ j : { i , j本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络；步骤(B)，基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束；步骤(C)，确定线路投运状态；步骤(D)，建立停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型；步骤(E)，采用CPLEX对停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型求解，得到最优恢复路径。

【技术特征摘要】
1.基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络；步骤(B)，基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束；步骤(C)，确定线路投运状态；步骤(D)，建立停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型；步骤(E)，采用CPLEX对停电系统恢复路径优化的混合整数线路规划模型求解，得到最优恢复路径。2.根据权利要求1所述的基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：步骤(A)，将停电系统的恢复描述为单源多汇的有向网络，包括以下步骤，(A1)，将停电系统中的已带电节点进行合并，生成停电系统的源节点；(A2)将停电系统中的未带电节点中的指定目标节点和非指定节点，分别设定为汇节点和中转节点，生成停电系统的单源多汇网络，所述指定目标节点为待恢复节点，非指定节点为后续待恢复节点。3.根据权利要求1所述的基于网络流理论的停电系统恢复路径优化方法，其特征在于：步骤(B)，基于网络流理论，解析表达恢复路径优化中连通性约束，所述连通性约束表示为容量约束、节点的状态约束、流量守恒约束和注入流量约束，具体如下，(B1)容量约束，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周前，汪成根，卫鹏，张宁宇，胡昊明，陈静，宋坤隆，石屹岭，谢云云，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32