一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，在极端灾害造成配电网地面通信基站损坏导致不可用的情况下，利用本发明专利技术中提出的综合恢复策略可以充分利用现有的无人机应急移动基站资源提供应急通信服务，恢复配电网通信能力，协同配电网负荷恢复策略，有效增强配电网负荷恢复能力，提高配电网弹性。配电网弹性。配电网弹性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法


[0001]本专利技术属于配电系统恢复力提升
，具体涉及一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法。

技术介绍

[0002]近年来，极端灾难事件对配电网安全运行的威胁愈发引起人们的重视，配电网灾后恢复是提高配电系统恢复力的关键措施。然而灾难事件不仅可能不同程度地损坏配电网电力设备，还可能影响支持配网自动化功能的通信基础设施。实际中，配电开关监控终端(FTU)控制馈线远动开关，并通过无线通信系统与配网控制中心通信。配网控制中心通过远程控制远动开关动作，可以将配电网重新配置成多个由分布式电源供电的微电网，以快速恢复关键负荷。然而配电系统的这种信息
‑
物理的深度耦合将进一步使恢复过程复杂化，并延长中断时间，因此，配电系统负荷和通信网络的自愈能力协同恢复对于提高电力系统弹性至关重要
[0003]现有的配电网灾后恢复工作侧重于依靠分布式电源和配网重构以实现配电网的微电网运行，以促进配电网负荷恢复。然而，目前的恢复策略通常忽略了对支持馈线远动开关动作的通信设施的恢复。另一方面，无人机应急移动基站为应急通信提供了一种有前途的解决方案。无人机应急移动基站是一个空中无线基站，可以在受影响的区域自主移动，并形成通信链路，为无线通信提供快速可靠的替代方案。无人机应急移动基站在应急通信恢复领域已经有所应用，然而，在配电系统中，对配电网通信恢复应考虑信息
‑
物理的相互依赖性，因此现有的通信网络通用恢复策略并不直接适用，有必要研究无人机应急移动基站对配电网灾后恢复的作用，进而探索考虑无人机应急移动基站恢复通信能力的配电网负荷综合恢复策略。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，用于解决灾难破坏电网通信基站导致配电网线路重构和弹性恢复策略无法实施的技术问题，实现无人机应急移动基站的最优调度，配合通过形成微电网的配电网恢复，从而尽可能多地恢复配电网负荷，提高配电网弹性。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，包括以下步骤：
[0007]S1、获取配电网拓扑结构、系统参数以及线路开关及其配电开关监控终端分布信息，并确定配电网线路损坏、通信故障位置区域数据和无人机应急移动基站存放站点的位置；
[0008]S2、根据步骤S1获得的无人机应急移动基站存放站点的位置，以及配电网通信故障区域数据，对无人机移动应急基站的最优调度以及配电网通信恢复进行建模，得到基于无人机应急移动基站的配电网通信恢复约束；
[0009]S3、根据步骤S1中获得的配电网的拓扑结构、系统参数、线路开关及其配电开关监控终端分布，以及线路损坏数据，基于分布式电源和配电网重构，实现配电系统的微电网运行，对配电网负荷恢复过程进行建模，得到配电网负荷恢复约束；
[0010]S4、根据步骤S2得到的通信恢复约束和步骤S3得到的负荷恢复约束，确定配电网通信恢复和负荷恢复之间的信息
‑
物理耦合关系；
[0011]S5、根据步骤S2的通信恢复约束、步骤S3的负荷恢复约束、步骤S4的信息
‑
物理耦合关系，以总加权缺电负荷最小以及无人机应急移动基站总飞行距离最小为目标，建立考虑通信恢复的配电网综合恢复优化模型，对优化模型进行求解得到配电网通信恢复和负荷恢复的结果。
[0012]具体的，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：
[0013][0014][0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021]其中，U表示无人机应急移动基站集合，S表示配电网所有FTU及其控制的开关的集合，S
f
表示因通信链路故障而无法与配网控制中心远程通信的FTU及其控制的开关的集合，L表示配电网所有馈线的集合，x
mn
、y
mn
、x
o
、y
o
、和分别表示开关(m,n)、无人机应急移动基站存放站点、以及无人机应急移动基站k的精度和纬度，s
k
表示无人机应急移动基站k飞行的距离，表示开关(m,n)和无人机应急移动基站k之间的距离，M表示一个很大的数，表示控制开关(m,n)的FTU与配网控制中心远程通信链路是否被无人机应急移动基站k恢复，R
k
表示无人机应急移动基站k的通信容量，γ
mn
表示配网控制中心是否可以远程控制开关(m,n)，μ
ij
表示配网控制中心是否可以远程控制配网馈线(i,j)开断。
[0022]具体的，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：
[0023][0024][0025][0026][0027][0028]v
i
‑
v
j
≤2
·
(P
ij
·
r
ij
+Q
ij
·
x
ij
)+(1
‑
α
ij
)
·
M
[0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041]其中，N表示配电网所有节点的集合，N
g
表示配电网分布式电源(DG)和变电站集合，L
o
表示故障线路的集合，N
c
表示没有负荷开关的节点的集合，和分别表示有功和无功负荷，和分别表示分布式电源(DG)和变电站有功和无功出力，δ
i
表示节点负荷是否恢复，P
ij
和Q
ij
表示馈线(i,j)的有功和无功潮流，和表示分布式电源(DG)和变电站有功和无功出力限制，v
i
表示节点电压，v
i
和表示节点电压限制，表示馈线功率限制，e
i
表示节点是否带电，ρ
i
表示以节点i为端点的馈线的数量，α
ij
表示配网馈线的开断状态，i
r
表示变电站节点，表示从节点i到节点j流过的商品流k的流量，θ
ij
表示馈线(i,j)是否在有向生成树内，β
ij
表示馈线(i,j)的虚拟连接状态。
[0042]具体的，步骤S4中，配电网通信恢复和负荷恢复之间的信息
‑
物理耦合关系如下：
[0043][0044]其中，L
ij
表示配网馈线原始状态，μ
ij
表示配网控制中心是否可以远程控制配网馈线(i,j)开断。
[0045]具体的，步骤S5中，考虑通信恢复的配电网综合恢复优化模型的目标函数如下：
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取配电网拓扑结构、系统参数以及线路开关及其配电开关监控终端分布信息，并确定配电网线路损坏、通信故障位置区域数据和无人机应急移动基站存放站点的位置；S2、根据步骤S1获得的无人机应急移动基站存放站点的位置，以及配电网通信故障区域数据，对无人机移动应急基站的最优调度以及配电网通信恢复进行建模，得到基于无人机应急移动基站的配电网通信恢复约束；S3、根据步骤S1中获得的配电网的拓扑结构、系统参数、线路开关及其配电开关监控终端分布，以及线路损坏数据，基于分布式电源和配电网重构，实现配电系统的微电网运行，对配电网负荷恢复过程进行建模，得到配电网负荷恢复约束；S4、根据步骤S2得到的通信恢复约束和步骤S3得到的负荷恢复约束，确定配电网通信恢复和负荷恢复之间的信息
‑
物理耦合关系；S5、根据步骤S2的通信恢复约束、步骤S3的负荷恢复约束、步骤S4的信息
‑
物理耦合关系，以总加权缺电负荷最小以及无人机应急移动基站总飞行距离最小为目标，建立考虑通信恢复的配电网综合恢复优化模型，对优化模型进行求解得到配电网通信恢复和负荷恢复的结果。2.根据权利要求1所述的考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，其特征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：征在于，步骤S2中，配电网通信恢复约束具体为：其中，U表示无人机应急移动基站集合，S表示配电网所有FTU及其控制的开关的集合，S
f
表示因通信链路故障而无法与配网控制中心远程通信的FTU及其控制的开关的集合，L表示配电网所有馈线的集合，x
mn
、y
mn
、x
o
、y
o
、和分别表示开关(m,n)、无人机应急移动基站存放站点、以及无人机应急移动基站k的精度和纬度，s
k
表示无人机应急移动基站k飞行的距离，表示开关(m,n)和无人机应急移动基站k之间的距离，M表示一个很大的数，表示
控制开关(m,n)的FTU与配网控制中心远程通信链路是否被无人机应急移动基站k恢复，R
k
表示无人机应急移动基站k的通信容量，γ
mn
表示配网控制中心是否可以远程控制开关(m,n)，μ
ij
表示配网控制中心是否可以远程控制配网馈线(i,j)开断。3.根据权利要求1所述的考虑无人机应急移动基站的配电网负荷综合恢复方法，其特征在于，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：征在于，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：征在于，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：征在于，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：征在于，步骤S3中，配电网负荷恢复约束具体为：v
i
‑
v
j
≤2
·
(P
ij
·
r
ij
+Q
ij
·
x
ij
)+(1
‑
α
ij
)
·
MMMMMMMMMMMM其中，N表示配电网所有节点的集合，N
g
表示配电网分布式电源(DG)和变电站集合，L
o
表示故障线路的集合，N
c
表示没有负荷开关的节点的集合，和分别表示有功和无功负荷，和分别表示分布式电源(DG)和变电站有功和无功出力，δ
i
表示节点负荷是否恢复，P
ij
和Q
ij
表示馈线(i,j)的有功和无功潮流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，张昊辰，别朝红，王毅钊，刘浩，邵美阳，王露缙，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：