基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法与流程

本发明属于电网管理，尤其是基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法。

背景技术：

1、智能软开关是两个受控电压源变流器通过背靠背连接构成的电力开关模拟装置，极大的增强了配网运行方式灵活性。目前对于智能软开关的调度方法、故障恢复方法等都开展了相关的技术研究，但对于同时含有智能软开关和传统开关以及分布式电源的配网故障重构方法鲜有涉及。

2、配网故障重构，需要在保持辐射状运行的同时，最大化地恢复供电。停电区域的负荷需求和可用的分布式电源，特别是光伏，具有很强的随机性，在智能软开关参与恢复供电时，需要根据历史用电情况，研判停电区域的供求关系，在供电能力紧张的情况下，应优先保障重要负荷的供电。目前，相关考虑智能软开关的供电恢复技术，还无法完全满足源荷不确定情况下，智能软开关与分布式电源同时参与网络故障重构的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，除交流潮流约束和辐射拓扑约束外，考虑了电源和负荷的不确定性，在故障恢复策略中，融入了智能软开关和分布式电源供电量不足的机会约束，同时，变流器采用了交流模型，均进行了线性化处理。对应机会约束的线性化处理，需要对不确定集合进行随机采样，而样本量的大小决定了计算量和求解精度，在实际应用中可根据需要进行取舍。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，包括以下步骤：

4、步骤1、由历史数据对光伏和负荷进行概率分布拟合建模；

5、步骤2、初始化参数模型参数ε和ψ；

6、步骤3、随机抽取nc个样本，构成个nc场景；

7、步骤4、将步骤3中生成的场景带入步骤1中构建的模型中，输出计算结果，进行软开关配网故障重构。

8、而且，所述步骤1中模型包括：配网故障重构的基本模型、智能软开关变流器的交流模型和电源供电能力不足机会约束。

9、而且，所述配网故障重构的基本模型为：

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24、其中，式(1)为目标函数，包含网损和发电成本，n代表网络节点个数，i和j分别代表两个不同的节点序号，ii,j,0和ri,j分别表示当前场景下连接节点i和j支路中的电流和支路电阻，ng代表电源的个数，α和β分别代表发电成本系数；节点的功率平衡条件表达为式(2)和式(3)，c为随机场景的序号，nc为随机场景的个数，pj,i,c和qj,i,c分别代表支路注入i节点的有功、无功功率，pc,k,c和qc,k,c分别代表变流器注入节点i的有功和无功功率，代表与节点i直接相连的变流器数量，pi,c代表电源注入节点i的有功功率，lp,i,c和lq,i,c分别代表节点i的有功和无功负荷需求，δlp,i,c和δlq,i,c分别代表节点i的有功和无功减载量；式(4)和(5)限制了负荷节点减载量的上限并保持功率因数不变，式(6)和式(7)分别代表支路上的有功和无功功率平衡，式(8)和(9)限制了支路传输功率受支路运行状态ei,j,c的影响，m代表一个足够大的正实数；支路电压和电流约束表达为式(10)～式(12)，其中，vi,c和分别代表节点i的电压以及上/下限，xi,j代表支路电抗。为了保持配网呈辐射状运行，式(13)采用环路识别法限制所有可能环路；式(14)代表网络支路受故障制约的当前运行状态。

25、而且，所述智能软开关变流器的交流模型为：

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33、其中，直流侧功率pdc,c和交流侧功率pac,c与变流器损耗根据欧姆定律建立平衡关系式(15)，变流器的功率限制为(17)，zsop,c为0-1变量，代表变流器的运行状态，zsop,c＝1代表运行，反之则代表开断。交流侧电压ec,c、直流侧电压ucf,c与调制比mc,c之间的关系表达为(18)，ucf,c、ec,c和mc,c均需受变流器开断状态的约束，分别表达为式(19)～式(21)。

34、而且，所述电源供电能力不足机会约束为：

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38、其中，(22)～式(24)是对电源供电能力不足机会约束的线性化近似，f代表积累概率密度，为切负荷量高于ε的概率不超过ψ，ε和ψ都是事先指定的初始化正实数，还需要满足0＜ψ＜1。

39、本发明的优点和积极效果是：

40、本发明通过历史数据对光伏和负荷进行概率分布拟合建模；初始化参数模型参数ε和ψ；随机抽取nc个样本，构成个nc场景；将生成的场景带入构建的模型中，输出计算结果，进行软开关配网故障重构。本发明除交流潮流约束和辐射拓扑约束外，考虑了电源和负荷的不确定性，在故障恢复策略中，融入了智能软开关和分布式电源供电量不足的机会约束，同时，变流器采用了交流模型，均进行了线性化处理。对应机会约束的线性化处理，需要对不确定集合进行随机采样，而样本量的大小决定了计算量和求解精度，在实际应用中根据需要进行取舍。

技术特征：

1.基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，其特征在于：所述步骤1中模型包括：配网故障重构的基本模型、智能软开关变流器的交流模型和电源供电能力不足机会约束。

3.根据权利要求2所述的基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，其特征在于：所述配网故障重构的基本模型为：

4.根据权利要求3所述的基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，其特征在于：所述智能软开关变流器的交流模型为：

5.根据权利要求4所述的基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，其特征在于：所述电源供电能力不足机会约束为：

技术总结
本发明涉及基于机会约束的含智能软开关配网故障重构方法，通过历史数据对光伏和负荷进行概率分布拟合建模；初始化参数模型参数ε和ψ；随机抽取N<subgt;C</subgt;个样本，构成个N<subgt;C</subgt;场景；将生成的场景带入构建的模型中，输出计算结果，进行软开关配网故障重构。本发明除交流潮流约束和辐射拓扑约束外，考虑了电源和负荷的不确定性，在故障恢复策略中，融入了智能软开关和分布式电源供电量不足的机会约束，同时，变流器采用了交流模型，均进行了线性化处理。对应机会约束的线性化处理，需要对不确定集合进行随机采样，而样本量的大小决定了计算量和求解精度，在实际应用中根据需要进行取舍。

技术研发人员：沈兴杰,陈沛,郑悦,高群,杨文武,靳方超,张磐,吴磊,闫崇松,陈沼宇
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司城南供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11