一种基于二阶锥规划的供电恢复方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于二阶锥规划的供电恢复方法及系统，所述方法包括：将获取的配电网的开关状态、线路参数和分布式电源出力带入预先构建的配电网络供电恢复模型；基于设置的松弛变量对所述配电网络供电恢复模型进行锥松弛；对锥松弛后的配电网络供电恢复模型采用二阶锥规划算法进行求解，获得配电网的开关状态和分布式电源出力；所述配电网络供电恢复模型为，以配电网开关状态、支路节点关系和分布式电源出力为控制变量，并在含开关的支路中根据开关在支路的位置增加虚拟节点，基于各虚拟节点组成虚拟支路，基于支路潮流进行构建。本发明专利技术考虑了配电系统中源、荷的不同运行特性，当发生用户停电事故时，能快速保障最大供电恢复水平。复水平。复水平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二阶锥规划的供电恢复方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统运行分析
，具体涉及一种基于二阶锥规划的供电恢复方法及系统。

技术介绍

[0002]据统计80％以上的用户停电事故是由配电网故障引发，因此，配电系统需要具备应对各种复杂不确定性故障的能力，以满足用户对电力供应的需求。负荷供电恢复作为提升配电网供电可靠性的核心手段之一，对于满足用户优质电力供应需求具有重要意义。但当发生停电事故后通过支路潮流方法会产生对支路状态描述不准确的问题，进而导致求解结果存在误差，如何在考虑到配电系统中源、荷具有不同的运行特性，在系统安全运行的基础上，保障重要负荷的最大供电恢复水平，具有重要的科学意义和工程价值。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种基于二阶锥规划的供电恢复方法，包括：
[0004]将获取的配电网的开关状态、线路参数和分布式电源出力带入预先构建的配电网络供电恢复模型；
[0005]基于设置的松弛变量对所述配电网络供电恢复模型进行锥松弛；
[0006]对锥松弛后的配电网络供电恢复模型采用二阶锥规划算法进行求解，获得配电网的开关状态和分布式电源出力；
[0007]所述配电网络供电恢复模型为，以配电网开关状态、支路节点关系和分布式电源出力为控制变量，并在含开关的支路中根据开关在支路的位置增加虚拟节点，基于各虚拟节点组成虚拟支路，基于支路潮流进行构建。
[0008]优选的，所述配电网络供电恢复模型的构建，包括：<br/>[0009]以配电网故障期间负荷恢复量最大为目标构建目标函数；
[0010]如果支路中含开关，则在开关两端分别增加虚拟节点，获得由虚拟节点构成的第一虚拟支路，以及由支路节点和虚拟节点构成的第二虚拟支路；
[0011]基于联络开关和分段开关的开断对所述第一虚拟支路构建含开关支路的运行约束条件；
[0012]基于支路潮流对所述第二虚拟支路和不包含开关的支路，构建不包含开关支路的运行约束条件；
[0013]基于配电网的运行方式构建网络结构约束条件；
[0014]基于分布式电源的出力构建分布式电源运行约束条件；
[0015]其中，所述含开关支路的运行约束条件、不包含开关支路的运行约束条件、网络结构约束条件和分布式电源运行约束条件是为所述目标函数构建的约束条件。
[0016]优选的，所述含开关支路的运行约束条件，包括：
[0017]含开关支路的电流约束、含开关支路的电压约束和含开关支路的电流幅值约束。
[0018]优选的，所述含开关支路的电流约束，如下式所示：
[0019][0020]式中：I
im
：支路节点i流向虚拟节点m的电流；I
mn
：虚拟节点m流向虚拟节点n的电流；I
nj
：虚拟节点n流向支路节点j的电流；
[0021]所述含开关支路的电压约束，如下式所示：
[0022][0023]式中：U
max
：电压幅值上限；U
min
：电压幅值下限；U
m
：虚拟节点m的电压幅值；U
n
：虚拟节点n的电压幅值；σ
mn
：联络开关或分段开关的状态；
[0024]所述含开关支路的电流幅值约束，如下式所示：
[0025]I
min
σ
mn
≤I
mn
≤I
max
σ
mn
[0026]式中：I
min
：电流下限；I
mn
：虚拟节点m流向虚拟节点n的电流；I
max
：电流上限。
[0027]优选的，所述不包含开关支路的运行约束条件，包括：
[0028]支路潮流约束、电压降约束、电压电流功率约束、不包含开关支路的电压约束和不包含开关支路的电流约束。
[0029]优选的，所述支路潮流约束，如下式所示：
[0030][0031]式中：p
j
：支路节点j的注入有功功率；q
j
：支路节点j的注入无功功率；P
jk
：以j为首端节点的支路jk的有功功率；Q
jk
：以j为首端节点的支路jk的无功功率；P
ij
：以j为末端节点的支路ij的有功功率；Q
ij
：以j为末端节点的支路ij的无功功率；δ(j)：以j为首端节点的支路末端节点集合；π(j)：以j为末端节点的支路首端节点集合；I
ij
：支路节点i流向支路节点j的电流；r
ij
：支路ij的电阻；x
ij
：支路ij的电抗；g
j
：支路节点j的电导；b
j
：支路节点j的电纳；U
j
：支路节点j的电压幅值；Ω
N
：配电网中所有节点的集合；
[0032]所述电压降约束，如下式所示：
[0033][0034]式中：U
i
：支路节点i的电压幅值；Ω
sw
：含开关支路的集合；Ω
B
/Ω
sw
：不含开关支路的集合；Ω
B
：配电网中所有支路的集合；
[0035]所述电压电流功率约束，如下式所示：
[0036][0037]所述不包含开关支路的电压约束，如下式所示：
[0038][0039]式中：支路节点j电压幅值下限；支路节点j电压幅值上限；
[0040]所述不包含开关支路的电流约束，如下式所示：
[0041][0042]式中：支路ij电流下限；支路ij电流上限。
[0043]优选的，所述网络结构约束条件，如下式所示：
[0044]σ
ij
＝α
ij
+α
ji
[0045]式中：σ
ij
为配电网开关的状态；α
ij
为支路节点i和支路节点j的关系；α
ji
为支路节点j和支路节点i的关系；
[0046][0047]式中：Ω
L
为配电网中失电支路的节点集合；Ω
N
：配电网中所有节点的集合。
[0048]优选的，所述分布式电源运行约束条件，如下式所示：
[0049][0050]式中：为第k个分布式电源的最小有功出力；为第k个分布式电源的最大有功出力；P
DG,k
为第k个分布式电源的有功出力；Q
DG,k
为第k个分布式电源的无功出力；S
DG,k
为第k个分布式电源的容量。
[0051]优选的，所述松弛变量的计算式如下：
[0052][0053]式中：电流的松弛变量；电压幅值的松弛变量；I
ij
：支路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二阶锥规划的供电恢复方法，其特征在于，包括：将获取的配电网的开关状态、线路参数和分布式电源出力带入预先构建的配电网络供电恢复模型；基于设置的松弛变量对所述配电网络供电恢复模型进行锥松弛；对锥松弛后的配电网络供电恢复模型采用二阶锥规划算法进行求解，获得配电网的开关状态和分布式电源出力；所述配电网络供电恢复模型为，以配电网开关状态、支路节点关系和分布式电源出力为控制变量，并在含开关的支路中根据开关在支路的位置增加虚拟节点，基于各虚拟节点组成虚拟支路，基于支路潮流进行构建。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电网络供电恢复模型的构建，包括：以配电网故障期间负荷恢复量最大为目标构建目标函数；如果支路中含开关，则在开关两端分别增加虚拟节点，获得由虚拟节点构成的第一虚拟支路，以及由支路节点和虚拟节点构成的第二虚拟支路；基于联络开关和分段开关的开断对所述第一虚拟支路构建含开关支路的运行约束条件；基于支路潮流对所述第二虚拟支路和不包含开关的支路，构建不包含开关支路的运行约束条件；基于配电网的运行方式构建网络结构约束条件；基于分布式电源的出力构建分布式电源运行约束条件；其中，所述含开关支路的运行约束条件、不包含开关支路的运行约束条件、网络结构约束条件和分布式电源运行约束条件是为所述目标函数构建的约束条件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含开关支路的运行约束条件，包括：含开关支路的电流约束、含开关支路的电压约束和含开关支路的电流幅值约束。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含开关支路的电流约束，如下式所示：式中：I
im
：支路节点i流向虚拟节点m的电流；I
mn
：虚拟节点m流向虚拟节点n的电流；I
nj
：虚拟节点n流向支路节点j的电流；所述含开关支路的电压约束，如下式所示：式中：U
max
：电压幅值上限；U
min
：电压幅值下限；U
m
：虚拟节点m的电压幅值；U
n
：虚拟节点n的电压幅值；σ
mn
：联络开关或分段开关的状态；所述含开关支路的电流幅值约束，如下式所示：I
min
σ
mn
≤I
mn
≤I
max
σ
mn
式中：I
min
：电流下限；I
mn
：虚拟节点m流向虚拟节点n的电流；I
max
：电流上限。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不包含开关支路的运行约束条件，包括：
支路潮流约束、电压降约束、电压电流功率约束、不包含开关支路的电压约束和不包含开关支路的电流约束。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述支路潮流约束，如下式所示：式中：p
j
：支路节点j的注入有功功率；q
j
：支路节点j的注入无功功率；P
jk
：以j为首端节点的支路jk的有功功率；Q
jk
：以j为首端节点的支路jk的无功功率；P
ij
：以j为末端节点的支路ij的有功功率；Q
ij
：以j为末端节点的支路ij的无功功率；δ(j)：以j为首端节点的支路末端节点集合；π(j)：以j为末端节点的支路首端节点集合；I
ij
：支路节点i流向支路节点j的电流；r
ij
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高菲，宋晓辉，盛万兴，孟晓丽，李建芳，张瑜，李雅洁，赵珊珊，徐冬杰，张浩男，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网山东省电力公司德州供电公司，
类型：发明
国别省市：