技术特征：
1.一种基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、收集分布式自主供电网络节点信息，所述节点信息包括网络节点负载需求、发电能力、位置坐标、抗毁性需求类型，并根据节点类型的不同将所有节点分为两组节点集合；s2、进行第一阶段求解，输入第一类节点集合，遍历每个节点可能产生的所有故障场景，并对每种故障场景生成相应的约束条件，以构成第一组抗毁性约束集合；s3、以线路总长度最小为优化目标，以网络节点邻接矩阵为决策变量，在第一组抗毁性约束集合的约束条件下，通过yalmip线性求解器求解出混合整数线性规划模型的最优拓扑结构，所述混合整数线性规划模型基于所述节点信息形成；s4、进行第二阶段求解，根据步骤s3中已获得的最优拓扑结构，将取值为1的元素固定，得到一个部分已确定的决策变量矩阵，输入第二类节点集合，获得第二组抗毁性约束集合；s5、在混合整数线性规划模型中，根据更新后的第二组抗毁性约束集合中决策变量和约束条件，求解出最终的最优拓扑结构。2.根据权利要求1所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤s1中所述节点根据抗毁性需求的不同分为ⅰ类和ⅱ类两种类型，用于满足不同故障场景下的约束条件，ⅰ类节点需满足的约束条件较简单，ⅱ类节点则需满足复杂的约束条件。3.根据权利要求2所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述ⅰ类节点的故障场景为其自身失去发电能力，所述ⅱ类节点的故障场景为其自身以及另一个节点失去发电能力。4.根据权利要求1所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤s3中将已获得的第一组抗毁性约束集合添加到混合整数线性规划模型中，求解出最优拓扑结构。5.根据权利要求1所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤s4的步骤具体包括：s41、获取第一阶段求解出的最优邻接矩阵；s42、构造一个与最优邻接矩阵相同规格的新矩阵，将该新矩阵与已获得的邻接矩阵对比，若已获得的邻接矩阵中的元素值为1，则新矩阵相同位置处的元素也固定为1，再将剩余的元素设定为0-1决策变量；s43、将更新后的新矩阵作为新的决策变量矩阵；s44、对第二类节点集合中的每一个ⅱ类节点，根据其与另外任一节点构成的故障场景，以及两节点间的连通关系，生成第二组抗毁性约束集合。6.根据权利要求1所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述步骤s5中的具体步骤为：在第一阶段求解的基础上，混合整数线性规划模型的优化目标不变，以更新后的决策变量和约束条件，求解第二阶段的结果，并将该结果作为最终输出的最优拓扑结构。7.根据权利要求1所述的基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，其特征在于，所述混合整数线性规划模型的优化目标函数为：
l
ij
＝|x
i-x
j
|+|y
i-y
j
|
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式(1)表示最小化目标，其中表示节点间线路的总长度，表示惩罚值；式(2)表示节点间距离的衡量标准，其中，i和j表示任意两个节点；x
i
，y
i
和x
j
，y
j
表示i和j的横纵坐标；l
ij
表示i和j的曼哈顿距离；s
ij
为布尔决策变量，表示i和j之间是否要设置联络线，其为对称矩阵，在计算目标值时为避免重复，令i＞j；δ
k
为松弛变量；m为一个足够大的常数，表示惩罚比例；混合整数线性规划模型的约束条件为：混合整数线性规划模型的约束条件为：r
ij
＝s
ij
·
(g
i-d
i
+g
j-d
j
)
ꢀꢀꢀꢀ
(5)(5)(5)(5)(5)p
i
+y
ij
·
p
j-r
ij-c
ij
+δ
i
≥d
i
+y
ij
·
d
j
,i∈b,j∈v,j≠i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)式(3)表示节点所有邻居的能量供给；式(4)表示ⅰ类节点故障时可通过邻居节点获得的所有能量支撑；式(5)表示两故障节点的相互供能；式(6)表示两故障节点的公共邻居节点的供能；式(7)-(10)表示变量的线性化操作；式(11)表示ⅱ类节点故障时可通过两故障
节点的所有邻居的供能恢复其负载，若二者可通过连接与各自邻居节点间的线路实现连通，则须同时满足二者的负载需要，否则仅需通过自身邻居满足该ⅱ类节点负荷，其中，i和j表示故障节点；n表示网络节点数；g
m
表示节点m的发电能力；d
m
表示节点m的负载需求；x
ij,t
表示对s
it
·
s
jt
的线性化操作，x
ij,t
∈{0,1}，当且仅当s
it
＝s
jt
＝1时x
ij,t
＝1；mdt
ij
表示故障节点i和j是否间接相连，mdt
ij
∈{0,1}，如果i和j有公共邻居节点，则mdt
ij
＝1，当且仅当时，mdt
ij
＝0；y
ij
表示i和j是否相连，包括直接相连和间接相连，y
ij
∈{0,1}，当且仅当s
ij
＝mdt
ij
＝0时，y
ij
＝0；yp
j
表示故障节点j在形成的网络中的能量支撑，yp
j
∈{0,p
j
}，当且仅当y
ij
＝0时yp
j
＝0。
技术总结
本发明公开了一种基于场景削减的自主供电网络拓扑优化方法，包括S1、收集分布式自主供电网络节点信息；S2、进行第一阶段求解，获得第一组抗毁性约束集合；S3、以线路总长度最小为优化目标，以网络节点邻接矩阵为决策变量，在当前约束条件下，通过YALMIP线性求解器求解出混合整数线性规划模型的最优拓扑结构；S4、进行第二阶段求解，获得第二组抗毁性约束集合；S5、在混合整数线性规划模型中，根据更新后的决策变量和约束条件，求解出最终的最优拓扑结构。本发明可大大减少每此计算的约束数量与决策空间大小，极大地提高计算速度。极大地提高计算速度。极大地提高计算速度。
技术研发人员：黄生俊 焦鹏 王锐 张涛 刘亚杰 史志超 黄旭程 江波
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2022/11/29