[发明专利]基于线路故障后果分析的极端天气配电网事前调度方法

说明书

本发明提供了基于线路故障后果分析的极端天气配电网事前调度方法，包括：生产成故障场景s；建立以停电损失与事前调度成本之和最小为目标的事前调度模型；建立事前调度模型的约束条件；将故障场景s输入事前调度模型，求解得到事前调度策略；基于所述事前调度策略进行事前调度。本发明与现有技术相比，以事前开关调度成本和事中停电损失之和最小为目标函数，综合考虑第一阶段的事前约束和第二阶段的事中约束，并基于分块‑断路器关联矩阵将配电线路故障后果写入约束。完整的优化模型通过PH算法进行求解。能够准确模拟配电网元件故障及其后果，获得有效的配电网事前调度策略。本发明具有较好的通用性，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，具体涉及基于线路故障后果分析的极端天气配电网事前调度方法。

背景技术

随着全球范围内环境污染和气候变化的加剧，极端天气出现的频率增大，严重威胁电力系统的经济和安全运行。与输电网相比，配电网具有电压等级低、元件脆弱度高、故障后果复杂的特点，成为极端天气下电力系统故障的“高发地”。为减小极端天气的影响，可在极端天气发生前对配电网进行事前优化调度，以达到降低经济损失、提高电网弹性的目的。

然而，不同自动化水平的配电网在极端天气下可调度资源不同，潜在故障元件和故障后果也不尽相同。对于无配电自动化设备接入的配电网，所有设备操作都由人工完成。但在极端天气持续过程中，为保证安全，配电网运维人员无法对配电网中的可调度资源进行人工现场调度，且故障元件在极端天气持续时间中无法得到修复。由于配电自动化未接入，配电网的可调度设备一般为网络中的开关设备。现有的研究对极端天气下无自动化接入配电网的线路故障后果考虑不足。准确模拟配电网元件故障及其后果，获得有效的配电网事前调度策略，对配电网在极端天气下的安全经济运行具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明实际解决的问题是：准确模拟配电网元件故障及其后果，获得有效的配电网事前调度策略。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

基于线路故障后果分析的极端天气配电网事前调度方法，包括：

S1、生产成故障场景s；

S2、建立以停电损失与事前调度成本之和最小为目标的事前调度模型；

S3、建立事前调度模型的约束条件，约束条件包括考虑事前的第一阶段约束与考虑事中的第二阶段约束，考虑事前的第一阶段约束包括潮流平衡约束、上下限约束、开关状态约束和辐射状约束，考虑事中的第二阶段约束包括潮流平衡约束、上下限约束、开关状态约束、辐射状约束和故障后果约束；

S4、将故障场景s输入事前调度模型，求解得到事前调度策略；

S5、基于所述事前调度策略进行事前调度。

优选地，步骤S1包括：

S101、获取系统信息和模型参数，系统信息包括配电网系统拓扑关系、初始状态、负荷及预测风速信息，模型参数包括单次人工打开或闭合开关设备的经济成本、节点单位停电损失、系统购电量上限及节点电压幅值上限和下限；

S102、基于预测风速计算每条线路的故障概率；

S103、基于脆弱线路故障阈值筛选出脆弱线路；

S104、基于筛选出的脆弱线路抽样生成故障场景s。

优选地，所述事前调度模型如下式所示：

式中，C表示停电损失与事前调度成本之和，C₁表示事前调度成本，C₂(s)表示极端事件发生过程中故障场景s中配电网的停电损失，ω_s表示故障场景s发生的概率；