一种多微电网系统停电故障恢复方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种多微电网系统停电故障恢复方法、系统及设备，本发明专利技术通过建立停电故障下的多微电网系统模型，并判断多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟，从微电网中挑选出有足够的驱动力进行主动合作的微电网联盟，从而提高微电网联盟的稳定性；通过建立多微电网合作博弈模型，使得微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电，利用Shapley值对供电的额外收益进行分配，根据收益的分配判断微电网联盟的稳定性，若不稳定，则重新对收益进行分配，保证微电网联盟的稳定性。本发明专利技术实施例考虑了停电恢复期间各微电网进行合作博弈条件的条件和合作后产生收益的分配机制，促进各微电网之间的合作，提升了多微电网系统运行安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种多微电网系统停电故障恢复方法、系统及设备
本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种多微电网系统停电故障恢复方法、系统及设备。
技术介绍
微电网不仅能够实现对分布式新能源的有效利用和灵活管控，解决边远地区的供电难题，还能在配电网停电情况下保证内部及周边重要负荷的持续供电，提升配电网应对极端自然灾害的能力。随着微电网技术的发展，在一个配电网区域，有可能会出现多个临近的微电网，构成一个多微电网系统。上级配电网由于灾害等原因停电时，多微电网系统失去上级配电网的电能支持，各微电网之间有可能主动形成合作，实现合作区域内储能等资源的优化利用，以保障重要负荷供电。合作博弈是一种研究多主体之间合作的常用方法，适合用于研究灾后恢复期间微电网进行合作的条件和合作后产生收益的分配问题。目前合作博弈在微电网的相关研究中，已经有较为广泛的应用；根据灾后恢复期间多微电网之间蕴藏的合作博弈关系，可以建立基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型，提升多微网系统运行的经济性和安全性。然而，目前在采用合作博弈的方式对多微电网系统灾后进行恢复时，却没有考虑灾后恢复期间各微电网进行合作的条件和合作后产生收益的分配机制，导致以合作博弈的方式对多微电网系统灾后进行恢复时微电网之间的合作不稳定，微电网之间的合作可能随时瓦解，从而无法保障重要负荷的供电，降低微电网系统的运行稳定性。综上所述，现有技术中没有考虑灾后恢复期间各微电网进行合作博弈条件的条件和合作后产生收益的分配机制，导致微电网之间的合作可能随时瓦解，存在着降低微电网系统运行的稳定性的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多微电网系统停电故障恢复方法、系统及设备，用于解决现有技术中没有考虑灾后恢复期间各微电网进行合作博弈条件的条件和合作后产生收益的分配机制，导致微电网之间的合作可能随时瓦解，存在着降低微电网系统运行的稳定性的技术问题。本专利技术提供的一种多微电网系统停电故障恢复方法，包括以下步骤：获取各个微电网的参数，根据各个所述微电网的参数建立停电故障下的多微电网系统模型；获取停电故障的持续时间，基于所述停电故障的持续时间以及所述多微电网系统模型判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟；若存在，在所述满足合作博弈条件的微电网联盟的基础上建立多微电网合作博弈模型，令所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电；计算所述多微电网合作博弈模型对负荷进行供电的额外收益，利用shapely值对所述供电的额外收益进行分配，验证所述额外收益的分配是否为稳定分配；若所述额外收益的分配为稳定分配，则所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电；若所述额外收益的分配并非稳定分配，则所述微电网联盟无法继续合作对负荷进行供电，求解所述额外收益的稳定分配中离shapely值最近的一个点，利用该点重新对各个微电网的额外收益进行分配，使得所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电。优选的，所述各个微电网的参数包括：微电网i中全部储能的可持续放电容量Esi、微电网i中全部储能的最大出力Psi以及微电网i各个负荷的功率Pi。优选的，所述多微电网系统模型将微电网i的每个负荷根据重要程度由高到低划分成Mi个等级，得到微电网每个负荷的重要等级；第一级负荷的功率为Pi1，其单位电量折合停电损失为γi1；第二级负荷功率为Pi2，其单位电量折合停电损失γi2；第k级负荷的功率为Pik，其单位电量折合停电损失γik；最后一级负荷的功率为其单位电量折合停电损失为其中，优选的，判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟的具体过程为：判断多微电网系统模型中的微电网i和微电网j是否满足合作能够产生额外收益的条件：若微电网i和微电网j满足合作能够产生额外收益的条件，则微电网i和微电网j满足合作博弈条件，微电网i和微电网j为微电网联盟。优选的，所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电时，优先对微电网i中重要等级最高的负荷进行供电。优选的，所述微电网联盟的特征函数为：0≤P′ik≤Pik,0≤Tik≤T其中，C为微电网联盟，Tik为微电网i中第k级负荷得到的供电时间，T为停电故障的持续时间，P′ik为各个重要等级的负荷被得到供电的功率；V()表示特征函数，V(φ)＝0；Esi为微电网i中全部储能的可持续放电容量、Psi为微电网i中全部储能的最大出力，Pik为微电网i的第k级负荷的功率，其单位电量折合停电损失为γik，Mi为将微电网i每个负荷的重要等级；多微电网合作博弈模型表示为：G＝<C,V>其中，G表示多微电网合作博弈模型。优选的，利用shapely值对所述供电的额外收益进行分配的具体公式为：式中：表示微电网i所分配到的额外收益，|C|表示微电网联盟C所含微电网的个数；C\{i}表示从微电网联盟C中删除微电网i后的集合，N为多微电网系统模型中的全体微电网的集合，N＝{1,2,…,n}。优选的，验证所述额外收益的分配是否为稳定分配的具体过程为：验证额外收益的分配是否满足以下条件：若满足，则额外收益的分配为稳定分配，则微电网联盟继续合作对负荷进行供电；若不满足，则额外收益的分配并非稳定分配，则微电网联盟无法继续合作对负荷进行供电，则求解公式的可行域，求可行域里离Shapley值距离最近的一个点，利用该点重新对额外收益进行分配，计算公式如下：式中：为微电网i根据Shapley值分配到的额外收益，是重新分配后得到的额外收益，满足稳定分配的条件，使得微电网联盟继续合作对负荷进行供电。一种多微电网系统停电故障恢复系统，包括多微电网系统模型模块、微电网联盟搜寻模块、多微电网合作博弈模型模块、额外收益计算模块以及额外收益分配模块；所述多微电网系统模型模块用于获取各个微电网的参数，根据所述各个微电网的参数建立停电故障下的多微电网系统模型；所述微电网联盟搜寻模块用于获取停电故障的持续时间，基于所述停电故障的持续时间以及所述多微电网系统模型判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟；所述多微电网合作博弈模型模块用于在所述满足合作博弈条件的微电网联盟的基础上建立多微电网合作博弈模型，令所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电；所述额外收益计算模块用于计算所述多微电网合作博弈模型对负荷进行供电的额外收益；所述额外收益分配模块用于利用shapely值对所述供电的额外收益进行分配，验证所述额外收益的分配是否为稳定分配；若所述额外收益的分配为稳定分配，则所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电；若所述额外收益的分配并非稳定分配，则所述微电网联盟无法继续合作对负荷进行供电，求解所述额外收益的稳定分配中离shapely值最近的一个点，利用该点重新对各个微电网的额本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取各个微电网的参数，根据各个所述微电网的参数建立停电故障下的多微电网系统模型；/n获取停电故障的持续时间，基于所述停电故障的持续时间以及所述多微电网系统模型判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟；/n若存在，在所述满足合作博弈条件的微电网联盟的基础上建立多微电网合作博弈模型，令所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电；/n计算所述多微电网合作博弈模型对负荷进行供电的额外收益，利用shapely值对所述供电的额外收益进行分配，验证所述额外收益的分配是否为稳定分配；/n若所述额外收益的分配为稳定分配，则所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电；若所述额外收益的分配并非稳定分配，则所述微电网联盟无法继续合作对负荷进行供电，求解所述额外收益的稳定分配中离shapely值最近的一个点，利用该点重新对各个微电网的额外收益进行分配，使得所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取各个微电网的参数，根据各个所述微电网的参数建立停电故障下的多微电网系统模型；
获取停电故障的持续时间，基于所述停电故障的持续时间以及所述多微电网系统模型判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟；
若存在，在所述满足合作博弈条件的微电网联盟的基础上建立多微电网合作博弈模型，令所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电；
计算所述多微电网合作博弈模型对负荷进行供电的额外收益，利用shapely值对所述供电的额外收益进行分配，验证所述额外收益的分配是否为稳定分配；
若所述额外收益的分配为稳定分配，则所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电；若所述额外收益的分配并非稳定分配，则所述微电网联盟无法继续合作对负荷进行供电，求解所述额外收益的稳定分配中离shapely值最近的一个点，利用该点重新对各个微电网的额外收益进行分配，使得所述微电网联盟继续合作对负荷进行供电。


2.根据权利要求1所述的一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，各个所述微电网的参数包括：微电网i中全部储能的可持续放电容量Esi、微电网i中全部储能的最大出力Psi以及微电网i各个负荷的功率Pi。


3.根据权利要求2所述的一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，所述多微电网系统模型将微电网i的每个负荷根据重要程度由高到低划分成Mi个等级，得到微电网每个负荷的重要等级；第一级负荷的功率为Pi1，其单位电量折合停电损失为γi1；第二级负荷功率为Pi2，其单位电量折合停电损失γi2；第k级负荷的功率为Pik，其单位电量折合停电损失γik；最后一级负荷的功率为其单位电量折合停电损失为其中，Pik≥0,γik>γi(k+1)>0,


4.根据权利要求3所述的一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，判断所述多微电网系统模型中是否存在满足合作博弈条件的微电网联盟的具体过程为：
判断多微电网系统模型中的微电网i和微电网j是否满足合作能够产生额外收益的条件：
若微电网i和微电网j满足合作能够产生额外收益的条件，则微电网i和微电网j满足合作博弈条件，微电网i和微电网j为微电网联盟。


5.根据权利要求4所述的一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，所述多微电网合作博弈模型中的微电网联盟以合作的形式对负荷进行供电时，优先对微电网i中重要等级最高的负荷进行供电。


6.根据权利要求5所述的一种多微电网系统停电故障恢复方法，其特征在于，所述微电网联盟的特征函数为：









0≤P′ik≤Pik,0≤Tik≤T
其中，C为微电网联盟，Tik为微电网i中第k级负荷得到的供电时间，T为停电故障的持续时间，Pi'k为各个重要等级的负荷被得到供电的功率；V()表示特征函数，V(φ)＝0；Esi为微电网i中全部储能的可持续放电容量、Psi为微电网i中全部储能的最大出力，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红斌，刘育权，方健，何嘉兴，张行，黎洪光，林浩博，陈文炜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44