一种配电网恢复供电辅助决策方法与流程

1.本发明涉及配电网领域，尤其是涉及了一种配电网恢复供电辅助决策方法。


背景技术：

2.配电网供电恢复是指在各种约束条件下，通过控制联络开关和分段开关的分/合状态，来实现对非故障失电负荷的供电恢复。供电恢复问题是一个多目标、多约束、非线性的组合优化问题。供电恢复目标主要有：尽可能恢复失电负荷供电件、减小开关操作次数、降低重构后的网损、提高负载均衡度和提高电压质量等；需要满足的约束条件有：网络拓扑结构约束、潮流约束、节点电压约束、变压器和线路容量约束，以及分布式电源容量约束等。
3.目前对于供电恢复问题的解决，大致可以分为单目标优化和多目标优化两类。其中，单目标优化以恢复所有失电负荷供电为首要目标，但算法收敛存在随机性和片面性；而且没有考虑网络安全性和经济性因素，可能会出现线路过载、电压质量降低等问题。多目标优化处理，多个目标之间存在相互冲突、量纲不同等问题，无法直接比较解的优劣。
4.目前尚存在如下不足：基于启发式规则的供电恢复方法，依靠专家经验在有限空间内搜索，难以获取全局最优解；故障后在线运算量大，较大程度地制约了算法的求解效率，难以满足大规模复杂网络快速恢复供电的需求；此外，配电网供电恢复决策速度与方案性能之间存在固有矛盾，提高方案决策速度会不可避免地造成方案性能的降低，反之亦然。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种配电网恢复供电辅助决策方法。
6.一种配电网恢复供电辅助决策方法，构建可视化的配电网模型；构建辅助决策库，并存储辅助决策策略；获取配电网的故障信息，并获取辅助决策库内与故障信息相匹配的辅助决策策略；向配电网模型中输入故障信息和匹配的辅助决策策略，并获取对应的恢复供电模拟方案；对恢复供电模拟方案进行分析，并根据分析结果选用或优化调整后选用匹配的辅助决策策略。
7.基于上述，根据实际配电网的线路、开关量器件、电力设备和用电器，一一映射构建配电网模型。
8.基于上述，辅助决策策略为对非故障失电负荷的供电恢复策略，包括开关操作策略、可中断负荷切除策略、节点电压约束策略和线路过载约束策略。
9.基于上述，在配电网模型中，构建每个模型的故障信息，并针对每个构建的模型故障信息制定匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案，并将构建的模型故障信息、匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案进行关联后存储入辅助决策库。
10.基于上述，在配电网模型中，根据每个模型的故障信息构建每个模型所关联的模型的故障信息，并针对每个模型的故障信息及其关联模型的故障信息制定匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案，并将构建的模型故障信息及其关联模型的故障信息、匹
配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案进行关联后存储入辅助决策库。
11.基于上述，构建历史方案库，存储历史故障信息及其对应的恢复供电策略和恢复供电方案。
12.基于上述，根据故障信息优先获取相匹配的历史恢复供电策略和恢复供电方案；若无，则获取相似的历史恢复供电策略和恢复供电方案，并将恢复供电模拟方案与恢复供电方案进行对比分析，并根据分析结果选用或优化调整后选用匹配的辅助决策策略。
13.基于上述，故障信息包括故障位置信息、故障类型信息、故障设备/器件信息、故障设备/器件的关联设备/器件信息和停电区域信息。
14.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过建立配电网模型，对一定时期的运行方式进行电网事故预想分析，对预想的事故制定辅助决策策略和对应的恢复供电方案，也即预先作出相关的事故处理预案，采用故障前在线决策的方式，有效利用故障前的仿真事故方案和历史故障的处理经验，致使供电恢复速度与方案性能进一步提升。
附图说明
15.图1是本发明的流程示意框图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.如图1所示，一种配电网恢复供电辅助决策方法，构建可视化的配电网模型；构建辅助决策库，并存储辅助决策策略；获取配电网的故障信息，并获取辅助决策库内与故障信息相匹配的辅助决策策略；向配电网模型中输入故障信息和匹配的辅助决策策略，并获取对应的恢复供电模拟方案；对恢复供电模拟方案进行分析，并根据分析结果选用或优化调整后选用匹配的辅助决策策略。
18.具体的，根据实际配电网中的线路、开关量器件、电力设备和用电器等，一一映射构建可视化的配电网模型，配电网模型采用现有的面向对象的可视化编程技术，配电网模型可视化一方面是指模拟现实情况，形象直观的将配电网网架以软件界面形式展示出来，并且能够实时的展示配电网的各种运行情况，另一方面与针对配电网的有关计算分析功能相结合，使计算结果图文并茂，易于分析合直观展示。将配电网实际输入参数作为配电网模型的运行输入参数，模拟配电网的实际运行情况。
19.辅助决策库中的辅助决策策略为对非故障失电负荷的供电恢复策略，包括开关操作策略、可中断负荷切除策略、节点电压约束策略和线路过载约束策略等。开关操作策略需遵循开关操作次数尽可能少的原则，以缩短恢复供电模拟方案的模拟时间以及为了在实际执行时提高效率，以开关操作次数最少为目标，公式如下：
20.minf1(f)＝sum|a-a0|
21.其中f为模拟故障后恢复的配电网；a为故障后恢复配电网网络拓扑的邻接矩阵；
a0为故障后后配电网网络拓扑的邻接矩阵；||为对其内的元素取绝对值；sum()为对括号内矩阵的所有元素累加。可中断负荷切除策略需遵循切除的可中断负荷应该尽可能少的原则，以最大限度首先恢复重要负荷供电，再恢复次要负荷供电，如下：
[0022][0023]
其中m为非故障失电区内可切除负荷点的集合；bi为节点i的状态，1表示恢复可切除负荷，0表示切除可切除负荷；li表示节点i的可切除负荷。节点电压约束策略中，节点电压约束如下：
[0024]ui.min
≤ui≤u
i.max
[0025]
其中，ui是节点i的电压模幅值，u
imin
和u
imax
分别为该点电压幅值的下限和上限，它的罚函数形式如下：
[0026][0027]
线路过载约束策略中，线路过载约束如下：
[0028]
ij≤i
j.max
[0029]
式中ij为线路j的电流幅值，i
j.max
为线路j的最大载流量，它的罚函数形式如下：
[0030][0031]
式中的ku和ki为罚因子，一般取较大值。
[0032]
故障信息包括故障位置信息、故障类型信息、故障设备/器件信息、故障设备/器件的关联设备/器件信息和停电区域信息等。
[0033]
根据获取的实际故障的故障信息，在辅助策略库内搜寻相匹配的故障信息及其对应的辅助决策策略和恢复供电模拟方案。将恢复供电模拟方案在配电网模型上运行和分析后，直接选择该恢复供电模拟方案对应的辅助决策策略或对该辅助决策策略根据实际情况进行调整优化后，作为实际的恢复供电策略去实行，从而大大提高供电恢复的效率。
[0034]
实际中，在无故障时期，也即实际配电网无故障时期，在配电网模型中，构建每个模型的故障信息，并针对每个构建的模型故障信息制定匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案，并将构建的模型故障信息、匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案进行关联后存储入辅助决策库。也即在无故障时期，针对每个配电网模型中的模型部件进行电网故障预想模拟和分析，对预想的事故制定辅助决策策略和对应的恢复供电方案，也即预先作出相关的事故处理预案，将预案作为恢复供电模拟方案进行存储，并将对应的顾住决策策略进行关联存储。这样使得在实际电网发生故障停电之前，就进行了在线决策，在真的出现故障停电时，可有效利用故障前的仿真事故方案，对恢复供电进行快速制定恢复方案，从而使供电恢复速度与方案性能进一步提升，大大提高恢复供电的决策效率和实际解决效率。
[0035]
实际中，还在配电网模型中，根据每个模型的故障信息构建每个模型所关联的模
型的故障信息，并针对每个模型的故障信息及其关联模型的故障信息制定匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案，并将构建的模型故障信息及其关联模型的故障信息、匹配的辅助决策策略和对应的恢复供电模拟方案进行关联后存储入辅助决策库。某设备故障时可能同时会引发相关联的其他设备也发生故障，比如某设备短路造成电流过载而烧坏另一关联的设备，也即可能出现多设备同时故障而停电，针对该情况通样进行模拟预案，以拓展辅助策略库的适配性。
[0036]
优选的，构建历史方案库，存储历史故障信息及其对应的恢复供电策略和恢复供电方案。收集和存储真实的故障信息及其对应的恢复供电方案，并据此编辑制定恢复供电的决策策略，将真实的故障信息及其对应的决策策略和恢复供电方案作为模拟方案的对比分析案例、依据及学习模型，对配电模型进行训练。同时，在出现故障后，先根据故障信息优先获取相匹配的历史恢复供电策略和恢复供电方案，并按照真实的恢复供电方案和策略进行恢复供电决定和实施。若无一样的故障信息及对应的历史恢复供电方案，则获取相似的历史恢复供电策略和恢复供电方案，并将恢复供电模拟方案与恢复供电方案进行对比分析，并根据分析结果选用或优化调整后选用匹配的辅助决策策略。
[0037]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。