【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力，特别是一种冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法及系统。
技术介绍
1、随着极端天气事件频发，冰灾等给电网带来严重威胁，易造成设备损坏和大面积停电，危害社会。目前为提高电网韧性，普遍采取加固规划，通过加固线路和发电机来提升电网的供电能力和可靠性。但是，现有电网韧性提升方法主要面向台风、地震等传统灾害，而冰灾对电网的破坏具有明显的多时间尺度和维修-破坏反复交互的特点。直接应用传统方法无法准确评估冰灾对电网的影响，可能导致韧性指标不精确、投资高昂或失负荷量增加。
技术实现思路
1、鉴于现有韧性指标难以评估冰灾对电网的复杂影响且无法准确反映电网抗冰灾韧性，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于如何提高电网的抗冰灾韧性，实现电网不同部件的科学合理的协同加固，以增强电网在冰灾天气下的运行可靠性。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其包括根据冰灾特点，定义考虑维修-破坏交互的冰灾场景下电网韧性评估指标ri和r；在韧性评估指标的基础上，建立冰灾场景下的电网协同加固规划模型，并确定目标函数和约束条件；设计适应度函数和交叉变异策略，以构建求解电网协同加固规划模型的改进遗传算法；通过设计的改进遗传算法迭代搜索求解电网协同加固规划模型，以获得电网不同部件的最优协同加固方案。
5、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统
6、
7、其中，mt,i表示第i次维修-破坏过程中第t个子时段的维修资源充裕度，α表示相应的权重系数，表示第i次维修-破坏过程中第t个子时段的系统总失负荷量，δt表示每个子时段的时间长度，ti表示第i次维修-破坏过程的总的子时段个数。
8、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法的一种优选方案，其中：目标函数的具体公式如下：
9、
10、其中，上标s表示第s个典型场景，ωs、ωb分别表示电力系统规划需要的场景集、电力系统节点集，ns表示典型场景集的总个数，nt表示规划周期内的时间断面数量，cid表示第id个子断面下失负荷的惩罚成本，δpid,t表示规划周期内第t个子断面的失负荷量，δt表示每个子时段的时间长度，t表示子断面，表示采用第k个加固等级下第g台发电机组加固所需的成本对应的权重系数，表示采用第k个加固等级下的冰灾等级水平，m表示电力系统每年的发电机组和传输线路加固规划总成本，具体公式如下：
11、
12、其中，ωl、ωg分别表示电力系统规划需要的电力系统传输线路集、电力系统发电机组集，表示采用第k个加固等级下第g台发电机组加固所需的成本，表示采用第k个加固等级下第g台发电机组加固所需的成本对应的权重系数，表示采用第k个加固等级下，首端点为i且末端点为j构成的输电线路l(i,j)加固所需的成本，表示采用第k个加固等级下，首端点为i且末端点为j构成的输电线路l(i,j)加固所需的成本对应的权重系数，l(i,j)表示输电线路，g表示发电机组。
13、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法的一种优选方案，其中：权重系数满足以下公式：
14、
15、其中，nk表示模型加固规划模型中，总共考虑了nk个加固等级数量，表示采用第k个加固等级下第g台发电机组加固所需的成本对应的权重系数，表示采用第k个加固等级下，首端点为i且末端点为j构成的输电线路l(i,j)加固所需的成本对应的权重系数，ωl、ωg分别表示电力系统规划需要的电力系统传输线路集、电力系统发电机组集，g表示发电机组，k表示加固等级，i、j表示节点。
16、当k不等于0时，代表第k个加固等级；当k等于0时，代表系统不进行加固操作；若权重系数等于1，则代表第g台发电机组进行第k个等级的加固；若权重系数等于0，则代表第g台发电机组不进行加固；若权重系数等于1，则代表输电线路进行第k个等级的加固；若权重系数等于0，则代表输电线路不进行加固。
17、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法的一种优选方案，其中：约束条件包括潮流的有功功率和无功功率的约束、发电机节点的有功功率和无功功率的约束、有功功率失负荷量和无功功率失负荷量的约束、电压幅值和电压相角的约束，以及输电线路l(i,j)的传输功率约束。
18、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法的一种优选方案，其中：潮流的有功功率和无功功率的约束的具体公式如下：
19、
20、
21、其中，上标s表示第s个典型场景，下标中的i表示电力系统中的第i个节点，下标中的t表示第t个子时段，u表示系统中的电压幅值，g表示系统中的电导，b表示系统中的电纳，θ表示系统中的电压相角，nb表示系统中的节点总数量，下标ij表示首端点为i且末端点为j构成的输电线路l(i,j)，且下标j单独出现时，表示系统中的累加变量符号。
22、作为本专利技术所述冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法的一种优选方案，其中：改进遗传算法包括以下内容：定义冰灾场景下电力系统源-网-荷协同加固规划模型的适应度函数fit(f(wj))，具体公式如下：
23、fit(f(wj))＝fmax-f(wj)
24、其中，f(wj)表示第j个染色体wj(即等效的待选规划方案)对应的加固规划模型目标函数值，fmax表示经过一轮染色体交叉后，全部待选规划方案中的最大目标函数值。
25、进行染色体交叉，并确定上一代中第j个染色体在下一代交叉中被选择的概率pwj，具体公式如下：
26、
27、其中，n表示某一轮染色体的总个数，fit(f(wj))表示适应度函数，j表示变量。
28、进行下一代染色体之间的交叉变异策略，以计算交叉概率pc和变异概率pm；交叉概率pc的具体公式如下：
29、
30、其中，r表示染色体对应冰灾下场景的韧性值，rmin和rmax分别表示副染色体中对应的冰灾下场景的最小值和最大值，favg表示下一代染色体目标函数的均值，f'表示将交叉的两个染色体交叉后的目标函数平均值。
31、第二方面，本专利技术实施例提供了一种冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划系统，其包括指标定义模块，用于根据冰灾特点，定义考虑维修-破坏交互的冰灾场景下电网韧性评估指标ri和r；模型构建模块，用于在韧性评估指标的基础上，建立冰灾场景下的电网协同加固规划模型，并确定目标函数和约束条件；策略构建模块，用于设计适应度函数和交叉变异策略，以构建求解电网协同加固规划模型的改进遗传算法；优化模块，用于通过设计的改进遗传算法迭代搜索求解电网协同加固规划模型，以获得电网不同部件的最优协同加固方案。
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【技术保护点】
1.一种冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述电网韧性评估指标Ri的具体公式如下：
3.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述规划模型的目标函数的具体公式如下：
4.如权利要求3所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述权重系数满足以下公式：
5.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述约束条件包括潮流的有功功率和无功功率的约束、发电机节点的有功功率和无功功率的约束、有功功率失负荷量和无功功率失负荷量的约束、电压幅值和电压相角的约束，以及输电线路l(i,j)的传输功率约束。
6.如权利要求5所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述潮流的有功功率和无功功率的约束的具体公式如下：
7.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述改进遗传算法包括以下内容：
...【技术特征摘要】
1.一种冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述电网韧性评估指标ri的具体公式如下：
3.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述规划模型的目标函数的具体公式如下：
4.如权利要求3所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述权重系数满足以下公式：
5.如权利要求1所述的冰灾场景下电力系统源网荷协同加固规划方法，其特征在于：所述约束条件包括潮流的有功功率和无功功率的约束、发电机节点的有功功率和无功功率的约束、有功功率失负荷量和无功功率失负荷量的约束、电压幅值和电压相角的约束，以及输电线路l(i,j)的传输功率约束。
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琛，方斯顿，谢一工，李玲芳，卢莹，陈义宣，黄润，陈姝敏，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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