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专利号: 202010315878X
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-05-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复方法,其特征在于,所述方法包括:S1:确定供电线路元件的故障概率;

S2:基于所述供电线路元件的故障概率计算负荷节点停电概率,并生成预想事故集Ω;

所述预想事故集包括:负荷节点停电概率大于0的节点;Ω={N1,1,N1,2,…,Ni,j,…,Nm,n},i=1,2,…m,j=1,2,…n,Ni,j表示位于第i条支路的第j个负荷节点;

S3:将预想事故集中的节点按照负荷等级由高到低依次退出运行;

S4:计算系统直流潮流;

S5:基于所述直流潮流判断系统中的节点是否存在故障;

S6:若不存在故障,则执行S8;

S7:若存在故障,则将故障节点并入事故确定集;

S8:判断系统中的所有节点是否判断结束;

S9:若判断结束,得到事故确定集;

S10:若否,则获取下一节点信息,返回步骤S3;

S11:基于所述事故确定集确定系统故障位置和故障元件所属分区;

S12:基于所述系统故障位置和故障元件所属分区构建路径调度方案;

S13:采用基于最近邻聚类的DG出力预测方法确定DG出力预测曲线;

S14:基于所述DG出力预测曲线,确定配电网孤岛划分结果,基于所述划分结果通过调整开关状态对灾后配电网进行紧急恢复,针对未能恢复的故障点进一步制定灾后配电网多故障抢修应对策略;

S15:基于所述路径调度方案、DG出力预测曲线以及灾后配电网多故障抢修应对策略构建多源协同优化模型确定配电网抢修恢复方案:具体包括:

其中,f1(x)表示抢修恢复过程中的综合收益;M表示整个过程中的恢复子过程集合;m表示第m个恢复子过程,Gm表示负荷恢复收益,Rm表示抢修恢复风险,Dm表示抢修恢复费用,其中, Lm表示第m个子过程恢复的负荷集合,λm,q表示Lm中的第q个负荷的单位停电损失;Pm,q表示Lm中的第q个负荷的恢复容量,tm,q表示Lm中的第q个负荷的提前恢复时间; 其中, 表示第m个子过程削减的负荷集合;λm,p表示 中的第p个负荷的单位停电损失;Pm,p表示 中的第p个负荷的削减容量;tm,p表示 中的第p个负荷的停电时间; 其中,Sm表示第m个子过程中可供电电源的集合; 分别表示第m个子过程中应急移动电源调度、DG发电费用,Em,k、Fm,k分别表示第m个子过程中第k个开关动作折损、操作管理费用。

2.根据权利要求1所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复方法,其特征在于,所述确定元件停运概率具体包括:

计算断线故障率; 其中,μ1σ1表示导线所能承受的极限应力,其中σ1为导线的涉及应力,μ1为导线安全系数;K1和T1为线路参数,为常数;σm为导线最大应力;

计算倒塔故障率; 其中,μ2H2表示杆塔所能承受的极限载荷,其中H2为杆塔的设计载荷,μ2为杆塔安全系数;K2和T2为线路参数,为常数;Wt为杆塔受到的总载荷;

计算闪络故障率; 其中,La为线路允许的最小风偏距离;Ls表示导线对杆塔的距离;K3和T3为线路参数,为常数;

基于所述断线故障率、所述倒塔故障率、所述闪络故障率计算供电线路元件的故障概率;PLcd=1‑(1‑Pcd,1)(1‑Pcd,2)(1‑Pcd,3),其中,Pcd,1为线路c的第d档的断线故障率、Pcd,2为线路c的第d档的倒塔故障率、Pcd,3为线路c的第d档的闪络故障率;

基于所述供电线路元件的故障概率计算负荷节点停电概率:N表示电源点到负荷节点的供电线路条数。

3.根据权利要求1所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复方法,其特征在于,所述基于所述系统故障位置和故障元件所属分区构建路径调度方案具体包括:其中,ω(n)表示程度系数,a表示资存放点所在位置编号;b表示系统供电区域所有负荷节点编号;D为系统供电区域所有负荷节点集;Lab(n)表示重要程度为n的负荷大小,Pmspa表示第a个物资存放点的储备容量。

4.根据权利要求1所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复方法,其特征在于,所述采用基于最近邻聚类的DG出力预测方法确定DG出力预测曲线具体包括:获得n个历史数据样本;其中样本集P={p1,p2,···,pn},每个样本有m个特征值pi={pi1,pi2,···,pim},中心特征向量为pT′={pT1,pT2,···,pTm};

计算所述样本与所述中心特征向量的欧氏距离d;

判断d是否满足设定阈值,若满足,则调取历史负荷Pi当前时刻下对应的DG出力,并视为现有负荷Oi当前时刻下的DG出力;若不满足,则继续获取历史数据样本,直至找到系统所有DG在故障时刻出力情况,得到系统DG出力预测曲线。

5.一种考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复系统,其特征在于,所述系统包括:元件停运概率确定模块,用于确定元件停运概率;

预想事故集生成模块,用于基于所述元件停运概率计算负荷节点停电概率,并生成预想事故集Ω;所述预想事故集包括:负荷节点停电概率大于0的节点;Ω={N1,1,N1,2,…,Ni,j,…,Nm,n},i=1,2,…m,j=1,2,…n,Ni,j表示位于第i条支路的第j个负荷节点;

退出运行模块,用于将预想事故集中的节点按照负荷等级由高到低依次退出运行;

直流潮流计算模块,用于计算系统直流潮流;

第一判断模块,用于基于所述直流潮流判断系统中的节点是否存在故障;

第一执行模块,用于当不存在故障,则执行第二判断模块;

故障节点并入模块,用于当存在故障,则将故障节点并入事故确定集;

第二判断模块,用于判断系统中的所有节点是否判断结束;

事故确定集确定模块,用于当判断结束,得到事故确定集;

下一节点信息获取模块,用于当否,则获取下一节点信息,返回退出运行模块;

故障位置确定模块,用于基于所述事故确定集确定系统故障位置和故障元件所属分区;

路径调度方案构建模块,用于基于所述系统故障位置和故障元件所属分区构建路径调度方案;

DG出力预测曲线确定模块,用于采用基于最近邻聚类的DG出力预测方法确定DG出力预测曲线;

灾后配电网多故障抢修应对策略确定模块,用于基于所述DG出力预测曲线,确定配电网孤岛划分结果,基于所述划分结果通过调整开关状态对灾后配电网进行紧急恢复,针对未能恢复的故障点进一步制定灾后配电网多故障抢修应对策略;

配电网抢修恢复方案确定模块,用于基于所述路径调度方案、DG出力预测曲线以及灾后配电网多故障抢修应对策略构建多源协同优化模型确定配电网抢修恢复方案;

所述配电网抢修恢复方案确定模块具体包括:min f1(x)=∑(Gm‑Dm‑Rm),其中,f1(x)表示抢修恢复过程中的综合收益;M表示整个过程中的恢复子过程集合;m表示第m个恢复子过程,Gm表示负荷恢复收益,Rm表示抢修恢复风险,Dm表示抢修恢复费用,其中,Gm=∑λm,qPm,qtm,q,Lm表示第m个子过程恢复的负荷集合,λm,q表示Lm中的第q个负荷的单位停电损失;Pm,q表示Lm中的第q个负荷的恢复容量,tm,q表示Lm中的第q个负荷的提前恢复时间;Rm=∑λm,pPm,ptm,p,其中, 表示第m个子过程削减的负荷集合;λm,p表示 中的第p个负荷的单位停电损失;Pm,p表示 中的第p个负荷的削减容量;tm,p表示 中的第p个负荷的停电时间; 其中,Sm表示第m个子过程中可供电电源的集合; 分别表示第m个子过程中应急移动电源调度、DG发电费用,Em,k、Fm,k分别表示第m个子过程中第k个开关动作折损、操作管理费用。

6.根据权利要求5所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复系统,其特征在于,所述元件停运概率确定模块具体包括:计算断线故障率; 其中,μ1σ1表示导线所能承受的极限应力,其中σ1为导线的涉及应力,μ1为导线安全系数;K1和T1为线路参数,为常数;σm为导线最大应力;

计算倒塔故障率; 其中,μ2H2表示杆塔所能承受的极限载荷,其中H2为杆塔的设计载荷,μ2为杆塔安全系数;K2和T2为线路参数,为常数;Wt为杆塔受到的总载荷;

计算闪络故障率; 其中,La为线路允许的最小风偏距离;Ls表示导线对杆塔的距离;K3和T3为线路参数,为常数;

基于所述断线故障率、所述倒塔故障率、所述闪络故障率计算供电线路元件的故障概率;PLcd=1‑(1‑Pcd,1)(1‑Pcd,2)(1‑Pcd,3),其中,Pcd,1为线路c的第d档的断线故障率、Pcd,2为线路c的第d档的倒塔故障率、Pcd,3为线路c的第d档的闪络故障率;

基于所述供电线路元件的故障概率计算负荷节点停电概率:N表示电源点到负荷节点的供电线路条数。

7.根据权利要求6所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复系统,其特征在于,所述基于所述路径调度方案构建模块具体包括:其中,ω(n)表示程度系数,a表示资存放点所在位置编号;b表示系统供电区域所有负荷节点编号;D为系统供电区域所有负荷节点集;Lab(n)表示重要程度为n的负荷大小,Pmspa表示第a个物资存放点的储备容量。

8.根据权利要求6所述的考虑灾前预调度的配电网多故障抢修恢复系统,其特征在于,所述DG出力预测曲线确定模块具体包括:获得n个历史数据样本;其中样本集P={p1,p2,···,pn},每个样本有m个特征值pi={pi1,pi2,···,pim},中心特征向量为pT′={pT1,pT2,···,pTm};

计算所述样本与所述中心特征向量的欧氏距离d;

判断d是否满足设定阈值,若满足,则调取历史负荷Pi当前时刻下对应的DG出力,并视为现有负荷Oi当前时刻下的DG出力;若不满足,则继续获取历史数据样本,直至找到系统所有DG在故障时刻出力情况,得到系统DG出力预测曲线。