基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法及系统技术方案

本公开属于配电网弹性提升技术领域，提供了一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法及系统，包括以下步骤：获取弹性配电网的灾后物理信息；根据所获取的信息以及预设的恢复模型，实现配电网的灾后恢复；其中，恢复模型包括第一阶段恢复子模型和第二阶段恢复子模型，所述第一阶段恢复子模型以故障发生后失负荷量最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束、并行维修人员的时间统一约束以及信息物理耦合影响下的网络重构约束为约束条件；所述第二阶段恢复子模型以负荷全部恢复供电之后修复剩余故障元件时间成本最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束以及并行维修人员的时间统一约束为约束条件。员的时间统一约束为约束条件。员的时间统一约束为约束条件。

【技术实现步骤摘要】
基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法及系统


[0001]本公开属于配电网弹性提升
，具体涉及一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]虽然信息网与物理网耦合程度的不断加深加快了电网智能化的发展，但却同时使得电力信息物理系统面临的外部环境更加复杂，由于电力系统的通信网络采用光纤复合架空地线的方式，极易发生多点同时故障，而通信网故障导致相应的受灾区不可观不可控，使得关键的补救业务无法下达，从而使故障范围进一步扩大。因此，考虑通信网络与电力网络的耦合影响并建立有效的恢复模型，使用户及时恢复供电显得尤为重要。
[0004]据专利技术人了解，现有的关于配网灾后恢复策略的研究，大多仅考虑单一的物理侧故障恢复，未考虑信息系统故障对电力系统恢复的影响。而信息物理线路往往采用同种架构的方式进行敷设，这就决定了自然灾害发生后很有可能发生信息物理的多点同时故障，从而影响物理元器件的正常动作，从而使得单一的考虑物理侧恢复的策略将随着电网智能化水平的不断提高而不再适用。此外，在信息物理耦合影响下的恢复策略中，维修人员的道路旅行时间起着不可忽视的作用，因此，如图2所示的考虑信息网，物理网、交通网的耦合特性以指导维修人员选择最优路径到达故障点并展开修复活动显得尤为重要。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本公开提出了一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法及系统，考虑了信息系统与物理系统的耦合影响，通过对一次维修人员与二次维修人员的协同调度来修复故障元件，实现配电网的灾后快速恢复，提高配电网弹性。
[0006]根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，采用如下技术方案：
[0007]一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，包括以下步骤：
[0008]获取弹性配电网的灾后物理信息；
[0009]根据所获取的信息以及预设的恢复模型，实现配电网的灾后恢复；
[0010]其中，恢复模型包括第一阶段恢复子模型和第二阶段恢复子模型，所述第一阶段恢复子模型以故障发生后失负荷量最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束、并行维修人员的时间统一约束以及信息物理耦合影响下的网络重构约束为约束条件，进行配电网的灾后网络重构；所述第二阶段恢复子模型以负荷全部恢复供电之后修复剩余故障元件时间成本最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束以及并行维修人员的时间统一约束为约束条件，对所重构的配电网灾后网络进行故障元件修复，进行配电网的灾后协同恢复。
[0011]作为进一步的技术限定，在第一阶段的恢复过程中，一次修复与二次修复以及网
络重构相配合，对一次维修人员以及二次维修人员进行调度安排并进行合理的网络重构策略；在第二阶段的恢复过程中，对一次维修以及二次维修人员重新进行调度安排，两者配合快速恢复故障元件。
[0012]作为进一步的技术限定，所述恢复模型是一种基于修复事件触发的可变时间步长的配网恢复模型，具体为：
[0013]每一次信息元件修复活动以及物理元件修复活动均看作一次修复事件触发一次网络重构判断，当两次或者多次以上的修复事件在相同的时刻完成时，此时可以看作时间间隔为0的不同修复时刻用以触发网络重构，一次修复、二次修复以及网络重构的协调运行来减小灾后负荷损失。
[0014]作为进一步的技术限定，所述维修人员的调度路径约束为：对一次维修人员以及二次维修人员的修复路径，修复顺序以及修复资源进行约束，建立完整的多支维修人员并行修复故障元件的路径模型，针对不同的故障时刻，如果为某支维修人员完成修复活动，则对应路径决策变量为1，其他正在进行的未完成修复活动的维修人员对应的该修复时刻路径决策变量置0。
[0015]作为进一步的技术限定，所述并行维修人员的时间统一约束为：结合修复时间与修复路径的关系，首先建立不同维修队伍单独的修复活动对应的修复时间序列，通过修复活动标志位将某修复时刻下其他未完成修复活动的修复队伍的修复时间置0，然后将各个队伍的修复活动进行统一，得到真实的修复活动对应的按照事件发生先后顺序排列的序列，便于后续触发网络重构判断。
[0016]作为进一步的技术限定，所述第一阶段恢复子模型的目标函数为min∑
k
∑
i
(1
‑
δ
i,k
)*p_load
i
*(Δt
k
)，其中，δ
i,tk
为负荷节点i在第k次修复活动完成并重构之后的负荷恢复系数，p_load
i
为负荷节点i的有功功率，Δt
k
为第k次网络重构与上一次网络重构之间的时间间隔。
[0017]作为进一步的技术限定，所述第二阶段恢复子模型的目标函数为min∑
k
Δt
k
，其中，Δt
k
为第k次网络重构与上一次网络重构之间的时间间隔。
[0018]根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复系统，采用如下技术方案：
[0019]一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复系统，包括：
[0020]获取模块，其被配置为获取弹性配电网的灾后物理信息；
[0021]灾后恢复模块，其被配置为根据所获取的信息以及预设的恢复模型，实现配电网的灾后恢复；
[0022]其中，恢复模型包括第一阶段恢复子模型和第二阶段恢复子模型，所述第一阶段恢复子模型以故障发生后失负荷量最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束、并行维修人员的时间统一约束以及信息物理耦合影响下的网络重构约束为约束条件，进行配电网的灾后网络重构；所述第二阶段恢复子模型以负荷全部恢复供电之后修复剩余故障元件时间成本最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束以及并行维修人员的时间统一约束为约束条件，对所重构的配电网灾后网络进行故障元件修复，进行配电网的灾后协同恢复。
[0023]根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
[0024]一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法中的步骤。
[0025]根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
[0026]一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法中的步骤。
[0027]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0028]本公开综合考虑了信息物理的耦合特性对配电网灾后弹性提升的影响，通过对一次维修人员与二次维修人员的协同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：获取弹性配电网的灾后物理信息；根据所获取的信息以及预设的恢复模型，实现配电网的灾后恢复；其中，恢复模型包括第一阶段恢复子模型和第二阶段恢复子模型，所述第一阶段恢复子模型以故障发生后失负荷量最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束、并行维修人员的时间统一约束以及信息物理耦合影响下的网络重构约束为约束条件，进行配电网的灾后网络重构；所述第二阶段恢复子模型以负荷全部恢复供电之后修复剩余故障元件时间成本最小为目标函数，以维修人员的调度路径约束以及并行维修人员的时间统一约束为约束条件，对所重构的配电网灾后网络进行故障元件修复，进行配电网的灾后协同恢复。2.如权利要求1中所述的一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，其特征在于，在第一阶段的恢复过程中，一次修复与二次修复以及网络重构相配合，对一次维修人员以及二次维修人员进行调度安排并进行合理的网络重构策略；在第二阶段的恢复过程中，对一次维修以及二次维修人员重新进行调度安排，两者配合快速恢复故障元件。3.如权利要求1中所述的一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，其特征在于，所述恢复模型是一种基于修复事件触发的可变时间步长的配网恢复模型，具体为：每一次信息元件修复活动以及物理元件修复活动均看作一次修复事件触发一次网络重构判断，当两次或者多次以上的修复事件在相同的时刻完成时，此时可以看作时间间隔为0的不同修复时刻用以触发网络重构，一次修复、二次修复以及网络重构的协调运行来减小灾后负荷损失。4.如权利要求1中所述的一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，其特征在于，所述维修人员的调度路径约束为：对一次维修人员以及二次维修人员的修复路径，修复顺序以及修复资源进行约束，建立完整的多支维修人员并行修复故障元件的路径模型，针对不同的故障时刻，如果为某支维修人员完成修复活动，则对应路径决策变量为1，其他正在进行的未完成修复活动的维修人员对应的该修复时刻路径决策变量置0。5.如权利要求1中所述的一种基于信息物理协同优化的弹性配电网灾后恢复方法，其特征在于，所述并行维修人员的时间统一约束为：结合修复时间与修复路径的关系，首先建立不同维修队伍单独的修复活动对应的修复时间序列，通过修复活动标志位将某修复时刻下其他未完成修复活动的修复队伍的修复时间置0，然后将各个队伍的修复活动进行统一，得到真实的修复活动...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，孙秀川，赵浩然，张文，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：