[发明专利]一种基于配电系统两阶段重构的韧性提升方法

说明书

本发明公开了一种基于配电系统两阶段重构的韧性提升方法，即以极端天气下配电系统的韧性水平最高为目标，建立基于配电系统两阶段重构的韧性提升优化模型，在给定的约束条件下，应用场景分解算法求解得到事故前阶段远程可控制开关配置和网络重构的最佳方案；所述的约束条件为：远程可控制开关的投资限制约束、事故前阶段系统运行约束、事故前阶段系统辐射状网络拓扑约束、事故后阶段各故障场景下系统运行约束、事故后阶段各故障场景下系统辐射状网络拓扑约束。

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，尤其涉及一种基于配电系统两阶段重构的韧性提升方法。

背景技术

电力系统是现代社会的重要基础设施，电力系统的安全可靠运行是人们社会生活和经济生活正常进行的重要保障。然而，随着全球气候的变化，极端天气的发生愈加频繁，由此引发了越来越多的大规模停电事故，对人们的生产和生活造成了严重影响。作为当今社会的重要基础设施，电力系统需要在极端天气发生时维持一定的性能，为此，电力系统“韧性”这一概念被提出，它是指电力系统对于变化条件的准备和适应能力，以及对于扰动的承受和快速恢复能力。研究电力系统的韧性提升措施，对于提升系统在面对极端天气时的应对能力、保障人们社会生活和经济生活正常进行具有重要的理论价值和实践意义。

对于配电系统而言，基于网络重构的快速负荷恢复是其韧性提升的主要手段之一。对于配置手动开关的线路，极端天气引起的故障发生后，不能迅速改变其开闭状态，而配置远程可控制开关的线路则可以由远程控制迅速改变状态，因此配置远程可控制开关可以提升系统韧性。但是，考虑到远程可控制开关的成本问题，在所有线路上配置远程可控制开关是不切实际的，因此需要对远程可控制开关进行最优配置。以往对于远程可控制开关最优配置问题的研究，大多考虑在事故前阶段配置远程可控制开关，在事故发生后基于已配置的远程可控制开关进行网络重构，其事故前阶段的网络拓扑往往是固定不变的。然而，由于在极端天气产生影响之后，配置手动开关的线路，其事故后阶段的状态极大程度地取决于其事故前阶段的状态，因此事故前阶网络拓扑也会对系统韧性产生重要影响。

发明内容

为了进一步提升配电系统韧性，本发明的目的在于提供一种基于配电系统两阶段重构的韧性提升方法，通过事故前阶段进行远程可控制开关的最优配置和基于所有手动开关和远程可控制开关的最优网络重构，以及事故后阶段进行基于已配置远程可控制开关的最优网络重构，进一步提升极端天气下配电系统的韧性水平。具体技术方案包括以下步骤：

步骤1对配电系统设定高概率故障线路及其相应的故障概率。

步骤2以极端天气下配电系统的期望失负荷量最小为目标建立配电系统两阶段重构的韧性提升优化模型，其中，对所述模型的约束条件包括：远程可控制开关的投资限制约束、事故前阶段系统运行约束、事故前阶段系统辐射状网络拓扑约束、事故后阶段各故障场景下系统运行约束、事故后阶段各故障场景下系统辐射状网络拓扑约束。

步骤3对配电系统两阶段重构的韧性提升优化模型采用场景分解算法进行求解，获得事故前阶段远程可控制开关配置和网络重构的最佳方案。

所述步骤2中，以极端天气下配电系统的期望失负荷量最小为目标，其函数表示形式为：

min LOLE＝min∑_c∈C(p_c∑_j∈BP_shed,j,c) (1)

其中，LOLE为系统的期望失负荷量；p_c为故障场景c的概率；P_shed,j,c为故障场景c下节点j的失负荷量；C为极端天气下所有可能故障场景的集合；B为系统中所有节点的集合。

所述步骤2中，远程可控制开关的投资限制约束表示为：

∑_(i,j)∈Ea_ij≤N_RCS (2)