一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法技术

本发明专利技术公开了一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，首先采集交通网和配电网信息，构建交通网

【技术实现步骤摘要】
一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法


[0001]本专利技术属于电网
，特别涉及一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法。

技术介绍

[0002]配电网作为输电系统和用户之间的重要枢纽，用于保障社会经济和人民生活正常运行。但是由于配电网的设计标准较低，且随着极端灾害的频发，会导致配电网大规模故障带来大面积停电。因此为了降低配网故障带来的负荷损失，需要制定合理的配电网抢修恢复策略优化方法。
[0003]在目前的配电网抢修恢复策略研究中，传统方法通常将故障抢修和负荷恢复耦合在一起。但是在实际配网抢修过程中，抢修资源车辆调度和电网运行调整的响应时间存在较大差异，传统方法难以有效协调优化不同时间尺度下的故障抢修和负荷恢复问题。此外，考虑到极端天气对配网设备的持续影响导致的后续故障，现有抢修恢复方法难以动态调整配网恢复方案，导致负荷损失增加、抢修效率降低等问题。
[0004]因此，需要专利技术一种协同长短时间尺度下的配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，用以提高配网抢修效率、减少电网停电时间。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于在配电网灾后恢复过程中，提供一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法。
[0006]实现本专利技术目的的具体技术方案为：
[0007]一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、采集交通网和配电网信息，将交通网中的道路网络、施工队和移动电源位置、不同道路节点移动路径及时间和配电网中的灾损元件、移动电源接入节点等相互映射，构建交通网
‑
配电网耦合网；
[0009]步骤2、构建长时间尺度下考虑可再生能源出力和负荷需求不确定性的施工队、移动储能调度优化模型；
[0010]步骤3、根据电网初始故障信息，构建可再生能源出力和负荷需求的不确定性集合，基于步骤2的调度优化模型，根据设定的长时间尺度周期
△
T，利用列与约束生成算法进行求解，得到长时间尺度周期
△
T内的施工队、移动储能调度策略；
[0011]步骤4、构建短时间尺度下的电源出力、开关动作优化模型，构建短时间尺度下的配网负荷恢复的确定性模型，并基于短时间尺度周期
△
t求解该优化模型，得到短时间尺度周期
△
t内的电源出力、开关动作策略；
[0012]步骤5、基于步骤3和步骤4的优化模型对配电网进行滚动优化，直至配电网恢复至正常运行状态。
[0013]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0014](1)本专利技术的技术方案与传统的灾后配网抢修方法相比，充分考虑了配电网抢修恢复过程中施工队和移动电源车等应急资源调度和电网运行调整的响应时间差异性，建立协调长短时间尺度的配电网抢修恢复决策优化模型；
[0015](2)本专利技术的技术方案在长时间尺度下充分考虑了可再生能源出力和负荷需求的预测误差，生成不确定性集合区间，构建施工队和移动储能车的两阶段鲁棒优化模型，并利用CCG算法求解得到调度方案；
[0016](3)本专利技术的技术方案在短时间尺度下采用可再生能源出力和负荷需求的预测值作为确定值，构建确定性的电网负荷恢复优化模型，基于已知的施工队和移动储能调度方案，决策最优的电源出力和开关动作等方案用于最大化恢复停电负荷；
[0017](4)本专利技术的技术方案充分考虑了极端天气对配网设备持续影响导致的后续故障，基于实时更新的电网故障信息，建立协调长短时间尺度的配电网抢修恢复滚动优化模型，得到动态调整的配网抢修决策方案。
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的方法步骤流程图。
[0020]图2为本专利技术的实施例中的采用的IEEE 69节点系统拓扑示意图。
[0021]图3为本专利技术的实施例中的交通网与配电网的耦合网示意图。
[0022]图4为本专利技术的实施例中的施工队和移动储能的滚动优化路径示意图。
[0023]图5为本专利技术的实施例中的本方法与其他方法恢复对比示意图。
具体实施方式
[0024]结合图1，一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，包括以下步骤：
[0025]步骤1、采集交通网和配电网信息，将交通网中的道路网络、施工队和移动电源位置、不同道路节点移动路径及时间和配电网中的灾损元件、移动电源接入节点等相互映射，构建交通网
‑
配电网耦合网；
[0026]步骤2、构建长时间尺度下考虑可再生能源出力和负荷需求不确定性的施工队、移动储能调度优化模型，具体为：
[0027]由于长时间尺度下可再生能源出力和负荷需求预测存在误差，因此考虑可再生能源出力和负荷需求不确定性，建立两阶段鲁棒决策模型目标函数：
[0028][0029][0030][0031]其中，x表示第一阶段施工队和移动储能调度方案，u表示可再生能源出力和负荷需求不确定性集合，y表示第二阶段电源出力和线路开关动作方案，C
L
表示负荷损失成本，为负荷损失代价，ρ
i
为负荷权重，表示负荷i在时步t时的波动值，为负荷i在时步t
时的恢复值，ΔT为每个时步的单位时间，C
M
为机组发电成本，为机组单位发电成本，表示机组i在时步t时的出力值；
[0032]其中，长时间尺度下配电网抢修决策模型的施工队抢修约束、移动储能约束、配网运行约束，具体为：
[0033](1)移动储能约束：
[0034]移动储能的接入状态：
[0035][0036]其中，表示移动储能调度状态，等于1表示移动储能m在时刻t接入节点i，表示移动储能的接入状态，如果移动储能m在时刻t是投运状态，则等于1；
[0037]每个移动储能同时最多只能接入到一个节点中：
[0038][0039]移动储能从仓库点到达第一个接入点的车辆运动时间限制：
[0040][0041]其中，表示移动储能从仓库点到各个接入点之间的运动时间；
[0042]移动储能从接入点i到接入点j之间的车辆运动时间限制：
[0043][0044]其中，tr
i,j
表示移动储能从接入点i到接入点j之间的运动时间；
[0045]移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：
[0046][0047][0048][0049][0050][0051]其中，和为二进制变量，表示移动储能放电和充电状态，且只有移动储能接入到节点时才能进行充放电操作；为移动储能调度出力，和为移动储能的放电和充电最大功率；SoC
m,t
为移动储能荷电状态，ES
m
为移动储能容量，和为储能荷电状态上下界；
[0052](2)施工队调度约束条件：
[0053]每个施工队同时最多只能修复到一个故障点：
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采集交通网和配电网信息，将交通网中的道路网络、施工队和移动电源位置、不同道路节点移动路径及时间和配电网中的灾损元件、移动电源接入节点等相互映射，构建交通网
‑
配电网耦合网；步骤2、构建长时间尺度下考虑可再生能源出力和负荷需求不确定性的施工队、移动储能调度优化模型；步骤3、根据电网初始故障信息，构建可再生能源出力和负荷需求的不确定性集合，基于步骤2的调度优化模型，根据设定的长时间尺度周期
△
T，利用列与约束生成算法进行求解，得到长时间尺度周期
△
T内的施工队、移动储能调度策略；步骤4、构建短时间尺度下的电源出力、开关动作优化模型，构建短时间尺度下的配网负荷恢复的确定性模型，并基于短时间尺度周期
△
t求解该优化模型，得到短时间尺度周期
△
t内的电源出力、开关动作策略；步骤5、基于步骤3和步骤4的优化模型对配电网进行滚动优化，直至配电网恢复至正常运行状态。2.根据权利要求1所述的极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，其特征在于，所述步骤2中的构建长时间尺度下的施工队、移动储能调度优化模型，具体为：于，所述步骤2中的构建长时间尺度下的施工队、移动储能调度优化模型，具体为：于，所述步骤2中的构建长时间尺度下的施工队、移动储能调度优化模型，具体为：其中，x表示第一阶段施工队和移动储能调度方案，u表示可再生能源出力和负荷需求不确定性集合，y表示第二阶段电源出力和线路开关动作方案，C
L
表示负荷损失成本，为负荷损失代价，ρ
i
为负荷权重，表示负荷i在时步t时的波动值，为负荷i在时步t时的恢复值，ΔT为每个时步的单位时间，C
M
为机组发电成本，为机组单位发电成本，表示机组i在时步t时的出力值。3.根据权利要求2所述的极端灾害下配电网两阶段抢修恢复滚动优化方法，其特征在于，所述施工队、移动储能调度优化模型的约束条件为：(1)移动储能约束：移动储能的接入状态：其中，表示移动储能调度状态，等于1表示移动储能m在时刻t接入节点i，表示移动储能的接入状态，如果移动储能m在时刻t是投运状态，则等于1；每个移动储能同时最多只能接入到一个节点中：
移动储能从仓库点到达第一个接入点的车辆运动时间限制：其中，表示移动储能从仓库点到各个接入点之间的运动时间；移动储能从接入点i到接入点j之间的车辆运动时间限制：其中，tr
i,j
表示移动储能从接入点i到接入点j之间的运动时间；移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：移动储能的充放电功率限制及荷电状态约束：其中，和为二进制变量，表示移动储能放电和充电状态，且只有移动储能接入到节点时才能进行充放电操作；为移动储能调度出力，和为移动储能的放电和充电最大功率；SoC
m,t
为移动储能荷电状态，ES
m
为移动储能容量，和为储能荷电状态上下界；(2)施工队调度约束条件：每个施工队同时最多只能修复到一个故障点：其中，表示施工队调度状态，等于1表示施工队c在时刻t修复故障点i；施工队从仓库点到达第一个故障点的车辆运动时间限制：施工队从故障点i到故障点j的运动时间约束：其中，tr
i,j
表示施工队从故障点i到故障点j之间的运动时间，t为施工队调度时长时间尺度下的时步，T为长时间尺度时步总数；施工队修复故障点所需修复时间的限制：
其中，r
i,c
表示施工队c修复故障点i所需要的修复时间，表示故障点的修复完成状态；施工队修复故障点后的状态约束：故障点最多只能被一个施工队修复的约束：故障点修复的状态约束：其中，s
i,t
表示故障点i在时刻t时的修复状态，如果完成则值为1；(3)电网调度约束条件为：线路恢复路径约束：线路恢复路径约束：线路恢复路径约束：线路恢复路径约束：线路恢复路径约束：其中，Z
i,j,t
表示恢复路径在时间t从节点i到节点j，表示故障线路ij在时刻t的可用状态，表示联络线ij在时刻t的可用状态；线路潮流容量约束：式中，P
i,j,t
表示节点i至节点j在时间t的潮流大小，为线路的潮流容量大小，当线路ij存在恢复路径时，当前线路才能存在潮流，否则为0；电源出力及负荷恢复约束：电源出力及负荷恢复约束：电源出力及负荷恢复约束：电源出力及负荷恢复约束：电源出力及负荷恢复约束：
式中，表示节点i在时步t的移动电源功率大小，和为t时步分布式电源i的有功和无功出力，和为分布式电源有功和无功出力的最大值，RU
i
和RD
i
分别为电源有功出力爬坡限度；功率平衡及电压安全约束：功率平衡及电压安全约束：功率平衡及电压安全约束：功率平衡及电压安全约束：功率平衡及电压安全约束：式中，U
i,t
表示节点i在时步t的电压大小，R
i,j
和X
i,j
为线路ij的阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢云云，吴昊，蔡胜，时涵，卜京，殷明慧，邹云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：