一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法及系统，涉及电力应急资源优化技术领域，方法包括：基于目标区域的停电故障管理框架，构建包含停电时间和调派成本的应急电源车调派模型和包含开关成本的配电网重构模型；基于所述应急电源车调派模型和所述配电网重构模型，构建所述目标区域的联合优化模型；获取目标区域的故障节点的位置信息；根据所述故障节点的位置信息和所述联合优化模型，计算所述联合优化模型的目标函数的最小值，并基于所述最小值确定被选中的应急电源车的行驶路径；所述被选中的应急电源车用于为所述故障节点的供电。本发明专利技术在实现电力故障快速恢复的基础上减少电力应急资源的浪费。恢复的基础上减少电力应急资源的浪费。恢复的基础上减少电力应急资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力应急资源优化
，特别是涉及一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法及系统。

技术介绍

[0002]随着高比例新能源以及高比例电力电子装置的接入，配电网的韧性及可靠性降低，更容易受到气候与自然灾害的影响，因此针对配电网故障的管理迫在眉睫。
[0003]近年来，应急电源车逐渐在配电网故障的应急抢修中发挥作用，并且随着配电网重构技术的成熟，两者共同作用实现了一种更高效的应急抢修方法，但是鲜有研究考虑故障恢复时配电网重构技术和应急电源车调派之间的耦合关系，即配电网重构技术能对应急电源车调派产生何种影响，以及二者受到成本制约后的最优方案是什么。因此，需要针对应急电源车调派和配电网重构进行联合优化，并综合考虑停电时间、应急电源车调派成本以及开关成本三者之间的相互影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法及系统，在实现电力故障快速恢复的基础上减少电力应急资源的浪费。<br/>[0005]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法，其特征在于，包括：构建目标区域的停电故障管理框架；所述停电故障管理框架包括道路网信息和配电网信息；所述道路网信息包括各应急保障点的位置信息以及每个所述应急保障点配置的应急电源车的数量；所述配电网信息包括各节点的位置信息和各开关的位置信息；所述开关包括分段开关和联络开关；其中，每个所述节点处均配有应急电源车的接入点；基于所述停电故障管理框架，构建包含停电时间和调派成本的应急电源车调派模型；所述停电时间为被调派应急电源车从应急保障点到故障节点的路程时间；所述调派成本至少包括所述被调派应急电源车的行驶成本和所述被调派应急电源车的发电成本；基于所述停电故障管理框架，构建包含开关成本的配电网重构模型；基于所述应急电源车调派模型和所述配电网重构模型，构建所述目标区域的联合优化模型；所述联合优化模型的目标函数为计算停电时间、应急电源车调派成本和开关状态变化对应的经济成本三者之和的函数；获取目标区域的故障节点的位置信息；根据所述故障节点的位置信息和所述联合优化模型，计算所述联合优化模型的目标函数的最小值，并基于所述最小值确定被选中的应急电源车的行驶路径；所述被选中的应急电源车用于为所述故障节点的供电。2.根据权利要求1所述的一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法，其特征在于，所述基于所述停电故障管理框架，构建包含停电时间和调派成本的应急电源车调派模型，具体包括：确定停电时间表达式；所述停电时间表达式为：其中，T为停电时间；α
d，f
是一个二进制变量，表示应急保障点d是否响应故障节点f，若是则α
d，f
的值为1，若否则α
d，f
为0；L
d，f
为应急保障点d到故障节点f之间的距离；v是应急电源车的恒定车速；(
·
)
‑
表示矩阵的转置，F
i
为第i个孤岛上所有应急电源车的接入点总数，I为所有孤岛的总数，D为所有应急保障点的总数；确定被调派应急电源车的行驶成本表达式；所述行驶成本表达式为：其中，C1为被调派应急电源车的行驶成本，y
d，f
为从应急保障点d调派到故障节点f的应急电源车的数量；pri
f
为每辆应急电源车每公里的行驶成本；确定被调派应急电源车的发电成本表达式；所述发电成本表达式为：其中，C2为被调派应急电源车的发电成本，x
d，g，f
是二进制变量，表示应急保障点d处的应急电源车g是否响应故障节点f；若是则x
d，g，f
的值为1，若否则x
d，g，f
为0；E
d，g，f
为应急保障点d处的应急电源车g的出力；X
d
为应急保障点d处应急电源车的总数；根据所述行驶成本表达式和所述发电成本表达式，确定调派成本表达式；所述调派成本表达式为：C＝ξ1·
C1+ξ2·
C2ꢀꢀꢀꢀ
(4)；
其中，C为调派成本，ξ1、ξ2分别为行驶成本和发电成本的权重系数；根据所述停电时间表达式和所述调派成本表达式，构建应急电源车调派模型；所述应急电源车调派模型的目标函数为：f1(α，y，x，E)＝γ1·
T+γ2·
C
ꢀꢀꢀꢀ
(5)；其中，f1(
·
)为应急电源车调派模型的目标函数，γ1、γ2分别为停电时间和调派成本的权重系数；α，y，x，E分别为α
d，f
、y
d，f
、x
d，g，f
、E
d，g，f
的集合；所述应急电源车调派模型的约束条件为：所述应急电源车调派模型的约束条件为：0≤E
d，g，f
≤E
d，g_max
ꢀꢀꢀꢀ
(8)；其中，E
d，g_max
为应急保障点d处的应急电源车g的发电容量上限；P
i，j
为节点j所需的负荷，J为电气孤岛中的节点的总数，X
d
表示应急保障点d的应急电源车的数量。3.根据权利要求1所述的一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法，其特征在于，所述配电网重构模型的目标函数为：f2(k)＝c
s
·
∑
m，n∈N
Δk
mn
ꢀꢀꢀꢀ
(10)；其中，f2(
·
)为配电网重构模型的目标函数，c
s
为每次开关动作对应的经济成本；Δk
mn
为二进制变量，表示支路m
‑
n上的开关是否动作，若对应开关动作则Δk
mn
为1，否则为0；m和n分别表示配电网中的节点，N为配电网中的节点总数，k为Δk
mn
的集合；所述配电网重构模型的约束条件为：{P
b
，U
m
}＝H(P
m
，Q
m
，r
b
，x
b
)
ꢀꢀꢀꢀ
(11)；P
b_min
≤P
b
≤P
b_max
ꢀꢀꢀꢀ
(12)；U
m_min
≤U
m
≤U
m_max
ꢀꢀꢀꢀ
(13)；β
mn
+β
nm
＝k
mn
ꢀꢀꢀꢀ
(15)；(15)；(15)；(15)；其中，H(
·
)为计算配电网线路潮流的方程式，P
m
，Q
m
为节点m的有功功率和无功功率，r
b
，x
b
分别为支路b的电阻和电抗；P
b
为支路b的传输功率，P
b_min
和P
b_max
分别为支路传输功率的上下限；U
m
为节点m处的电压值，U
m_min
和U
m_max
分别为节点电压的上下限；和分别
表示考虑开关动作前后支路m
‑
n上开关的状态；公式(18)描述了和之间的关系，逻辑运算
⊕
由公式(19)定义；M
i
为电气孤岛i中的节点总数；零一变量β
mn
表示节点n和节点m之间的关系，若节点n为节点m的父节点则β
mn
为1，若节点m为节点n的父节点则β
mn
为0；β
nm
表示若节点m是节点n的父节点则βnm等于1，若节点n为节点m的父节点则βnm等于0；N
Sub
为变压器所在节点的集合。4.根据权利要求1所述的一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化方法，其特征在于，所述联合优化模型的目标函数为：f(α，y，x，E，k)＝μ1·
f1+μ2·
f2ꢀꢀꢀꢀ
(20)；其中，f(
·
)为联合优化模型的目标函数；系数μ1、μ2分别为应急电源车调派模型的目标函数f1和配电网重构模型的目标函数f2的权重系数。5.一种结合道路网与配电网的电力应急资源优化系统，其特征在于，包括：停电故障管理框架构建模块，用于构建目标区域的停电故...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念，韦凌霄，陈刘东，刘亮，卢俞帆，李晨晨，席嫣娜，徐广达，蒋鑫，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：