CN111767656A - 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备 - Google Patents

一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111767656A
CN111767656A CN202010632280.3A CN202010632280A CN111767656A CN 111767656 A CN111767656 A CN 111767656A CN 202010632280 A CN202010632280 A CN 202010632280A CN 111767656 A CN111767656 A CN 111767656A
Authority
CN
China
Prior art keywords
line
node
switch
telemechanical
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010632280.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111767656B (zh
Inventor
李更丰
卞艺衡
别朝红
吴子豪
王辰曦
唐露甜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University, Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202010632280.3A priority Critical patent/CN111767656B/zh
Publication of CN111767656A publication Critical patent/CN111767656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111767656B publication Critical patent/CN111767656B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/28—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for meshed systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/04—Power grid distribution networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备，获取配网***所连变压器数据、配网负荷数据以及***拓扑结构信息；应用鲁棒优化的CCG算法进行迭代，在每次迭代中，对于给定的远动开关配置方案，以切负荷功率最大为目标求解最严重的攻击方式，并将攻击方式包含进鲁棒优化的不确定集中，随后针对当前所得的由一系列攻击方式组成的不确定集，以电网切负荷功率最小为目标求解最优开关配置方案，通过不断迭代使电网在遭受最严重的攻击时能最大限度维持电力供应。本发明通过合理的开关配置，当电网遭到极端灾害事件的打击出现故障后，能及时操作开关隔离故障，减小停电范围及损失。

Description

一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备
技术领域
本发明属于电力***安全规划运行技术领域，具体涉及一种面向弹性提升的 弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备。
背景技术
有必要开展提升配电网弹性和恢复能力的研究。信息物理***的深度融合为配电网动态、 远程控制提供了技术支持，远动开关(Remote-controlled switch)可以在配电网遭受极端事件 攻击后隔离故障，缩小故障区范围，并参与网络重构恢复负荷。出于经济性的考虑，对每一条 线路都配置远动开关是不现实的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种面向 弹性提升的弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备，在一定预算下 优化开关配置位置，从而最小化严重故障后的切负荷损失，提升电网弹性和恢复 能力。
本发明采用以下技术方案：
一种弹性配电网远动开关优化配置方法，包括以下步骤：
S1、获取配网***所连变压器数据、配网负荷数据以及***拓扑结构信息；
S2、在给定攻击场景下，以约束形式建立远动开关配置位置、攻击位置、线 路状态、配网潮流的关系，以切负荷量最小为目标优化远动开关的位置；
S3、应用鲁棒优化的CCG算法对步骤S2进行迭代，在每次迭代中，对于给 定的远动开关配置方案，以切负荷功率最大为目标求解最严重的攻击方式，并将 攻击方式包含进鲁棒优化的不确定集中，随后针对当前所得的由一系列攻击方式 组成的不确定集，以电网切负荷功率最小为目标求解最优开关配置方案，通过不 断迭代使电网在遭受最严重的攻击时能最大限度维持电力供应。
具体的，步骤S2中，优化目标函数为：
Figure BDA0002569494570000021
其中，V为配电网节点的集合，h表示规划决策变量，u表示攻击决策变量， z表示潮流运行变量，Pshed,j为节点j的负荷切除功率。
进一步的，远动开关配置位置约束为：
Figure BDA0002569494570000022
其中，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量，取1时表示配置开关； CN为最大可配置远动开关的数量预算。
远动开关配置位置约束为：
Figure BDA0002569494570000023
其中，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量，取1时表示配置开关； CN为最大可配置远动开关的数量预算。
进一步的，建立开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系；若一段配网线 路受到攻击且两侧无开关对故障进行隔离，则故障将传播至其相邻线路，直到有 开关隔离故障为止，引入二进制变量xj表示节点j是否受到故障传播的影响，当xj取1时表示节点受到故障传播影响。
更进一步的，
建立开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系，当线路(i,j)受到攻击且在 节点j侧未安装远动开关时，节点j受到故障传播的影响，具体如下：
Figure BDA0002569494570000031
其中，M为一个比较大的常数，Bij为二进制变量，取1时表示线路(i,j)受到 攻击并故障，取0时表示线路未受到攻击，V为配电网节点的集合，π(j)为节点j 父节点的集合；δ(j)为j子节点的集合，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远 动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制 变量，取1时表示配置；
当节点i受到故障影响且线路(i,j)两侧均未安装远动开关时，节点j将受到故 障传播的影响，具体为：
Figure BDA0002569494570000032
当节点所连线路满足以下三条件之一，则节点j不会受到来自节点i方向的 故障影响：1)线路(i,j)的j侧配置远动开关；2)线路(i,j)未受攻击且i侧配置远 动开关；3)线路(i,j)未受攻击且节点i未受故障影响，具体为：
Figure BDA0002569494570000033
其中，
Figure BDA0002569494570000034
为二进制辅助变量，分别表示父节点方向和子节点方向的 故障对节点j的影响，
Figure BDA0002569494570000035
表示节点j受到父节点方向故障传播影响，
Figure BDA0002569494570000036
表 示节点j受到子节点方向故障传播影响。
进一步的，基于开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系，线路开断与闭 合状态关系的约束具体为：
若线路两侧至少有一个节点受到故障影响xi+xj≥1且至少有一侧安装远动开 关yij,1+yij,2≥1，则线路将断开，具体为：
Figure BDA0002569494570000041
若线路受到攻击Bij＝1且至少有一侧安装远动开关yij,1+yij,2≥1，则线路将断开，具体为：
Figure BDA0002569494570000042
若线路两侧均未安装远动开关，则线路无论是否故障均视为保持闭合状态， 具体为：
Figure BDA0002569494570000043
在线路配置远动开关的情况下，yij1+yij2≥1，须同时满足线路未受攻击、线路 两侧节点未受故障传播影响两个条件，线路为闭合状态，具体为：
Figure BDA0002569494570000044
其中，M为常数，Bij为二进制变量，L为配电网线路的集合，cij为表示线路 (i,j)闭合与开断状态的二进制变量，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动 开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变 量。
具体的，步骤S3具体为：
S301、将鲁棒优化问题分解为两个子问题；
S302、通过上下层问题不断迭代，采用CCG算法向上层问题中增加约束， 当上下层问题的解收敛至给定间隔后，上层问题所求得的远动开关配置方案即为 考虑最严重场景的最优方案。
进一步的，步骤S301中，上层问题是在给定攻击下优化远动开关的配置位 置，下层问题是在给定远动开关配置方案下优化出针对该***的最严重的攻击策 略。
本发明的另一个技术方案是，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介 质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计 算设备执行所述的方法中的任一方法。
本发明的另一个技术方案是，一种计算设备，包括：
一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在 所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括 用于执行所述的方法中的任一方法的指令。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种弹性配电网远动开关优化配置方法，通过建立刻画N-K的多重故 障传播影响的方法，建立线路状态、攻击位置与开关配置状态的关系，并将其应 用在最优规划方案与最严重攻击方式的求解中，通过合理配置远动开关，当电网 受到攻击后隔离故障、缩小故障区范围，从而减小停电损失。本发明可以为提升 配电网弹性及恢复能力的规划提供参考建议。
进一步的，所提优化模型为鲁棒优化，目标函数为提出一种开关配置方案， 使其在遭受最严重攻击时通过潮流优化实现负荷切除损失最小化。通过鲁棒优化 可以提升电网对严重风险的抵抗能力，求解得到的开关配置方案相比于其他方案 在面临最严重的灾害事件时可以更有效地减小停电损失。
进一步的，远动开关配置位置约束的目的为限制最多可配置的远动开关数 量，即相当于电网规划预算。
进一步的，攻击位置约束的目的是限制灾害最多可以攻击的线路数量，即相 当于电网规划需要针对的灾害严重等级。
进一步的，线路开断与闭合状态约束刻画了开关配置位置、攻击位置与线路 开断与闭合状态关系，基于该约束可以在给定攻击方式下求解最优开关配置位置 或在给定开关配置位置下求解最严重的攻击方式。该约束为本专利核心创新点。
进一步的，采用线性化的配网潮流模型建立潮流运行约束，可以实现快速潮 流优化。
进一步的，所应用的CCG算法将鲁棒优化问题分解为两个子问题：上层问 题和下层问题。下层问题在给定开关配置方案下求解相应的使***失负荷最大的 最严重攻击方式，并将攻击方式包含进不确定集中，上层问题针对不确定集中包 含的攻击方式求解最优开关配置方案，使切负荷最小化。通过上层和下层问题不 断迭代，当上层问题和下层问题目标取值收敛后，可以得到能应对最严重攻击方 式的开关配置方案。
综上所述，本发明通过合理的开关配置，当电网遭到极端灾害事件的打击出 现故障后，能及时操作开关隔离故障，减小停电范围及损失。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为节点j将受到来自线路ij方向的故障影响的示意图，其中，(a)为 当线路(i,j)受到攻击且在节点j侧未安装远动开关隔离故障时，节点j将受到故障 传播的影响，(b)为节点i受到其他线路故障影响且线路(i,j)两侧均未安装远动 开关时，节点j将受到故障传播的影响；
图2为节点j将不会受到来自线路ij方向的故障影响的示意图，其中，(a) 为线路(i,j)的j侧配置远动开关，(b)为线路(i,j)未受攻击且i侧配置远动开关， (c)为线路(i,j)未受攻击且节点i未受故障影响
Figure BDA0002569494570000071
图3为IEEE 37节点配网***图；
图4为具体负荷数据图；
图5为当规划预算CN＝7、最大攻击线路数CB＝3时最优配置结果与对应的 最严重攻击方式。
具体实施方式
本发明提供了一种面向弹性提升的弹性配电网远动开关优化配置方法，获取 配网***所连变压器数据、配网负荷数据以及***拓扑结构信息；在给定攻击场 景下，以约束形式建立远动开关配置位置、攻击与线路状态、配网潮流的关系， 以切负荷量最小为目标优化远动开关的位置；应用鲁棒优化的CCG算法 (column-and-constraint generation)通过进行迭代不断寻找最严重的攻击场景， 从而优化出远动开关配置方案，使得电网在遭受最严重的攻击时能最大限度维持 功能。利用本发明所述方法可以制定合理的开关配置措施，当电网受到攻击后隔 离故障、缩小故障区范围，从而减小停电损失。本发明可以为提升配电网弹性及 恢复能力的规划提供参考建议。
本发明一种面向弹性提升的弹性配电网远动开关优化配置方法，包括以下步 骤：
S1、获取配网***所连变压器数据、配网负荷数据以及***拓扑结构信息；
S2、在给定攻击场景下，以约束形式建立远动开关配置位置、攻击位置、线 路状态、配网潮流的关系，以切负荷量最小为目标优化远动开关的位置；
优化目标函数为：
Figure BDA0002569494570000081
其中，V为配电网节点的集合，h表示规划决策变量，u表示攻击决策变量， z表示潮流运行变量，Pshed,j为节点j的负荷切除功率。
约束条件为：
1)潮流运行约束
各节点的功率平衡约束列写如下：
Figure BDA0002569494570000082
其中，Pij、Qij表示流经线路(i,j)的有功、无功功率；PDG,j、QDG,j为节点j的分 布式电源有功、无功出力；PL,j为节点j的有功负荷需求，QL,j、Qshed,j分别为无功负 荷需求以及负荷切除功率。
采用下式建立相邻节点间电压大小关系：
Figure BDA0002569494570000083
其中，L为配电网线路的集合，Uj为节点j的电压大小，rij和xij分别为线路(i,j) 的电阻和电抗，U0为额定电压，cij为表示线路(i,j)闭合与开断状态的二进制变量， 取1时表示线路闭合，M为一个大数，用来在线路断开(cij＝0)时松弛约束。
线路容量约束和节点电压大小约束分别为：
Figure BDA0002569494570000084
Figure BDA0002569494570000085
其中，
Figure BDA0002569494570000091
表示流经线路的最大允许功率，
Figure BDA0002569494570000092
分别为节点最小、最大 允许电压。
假设内配网负荷均为可控负荷，负荷约束为：
Figure BDA0002569494570000093
其中，xj为节点j是否受到故障传播影响的二进制变量，取1时表示受到故 障传播影响，此时节点负荷将全部切除。变量xj将在稍后的式(10)中进行详细介 绍。
机组出力约束列写如下：
Figure BDA0002569494570000094
其中，
Figure BDA0002569494570000095
表示分布式电源j的最大有功出力，
Figure BDA0002569494570000096
为节点j所连变电站的容 量。
2)规划预算与攻击位置约束
远动开关配置数量不应超过规划预算，约束为：
Figure BDA0002569494570000097
其中，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量，取1时表示配置开关。 CN为最大可配置远动开关的数量预算。
假设极端事件最多可同时攻击CB条线路并使其故障，造成N-CB的多重故障， 其约束为：
Figure BDA0002569494570000098
其中，CB为极端事件最多可攻击的线路数，Bij为二进制变量，取1时表示线 路(i,j)受到攻击并故障，取0时表示线路未受到攻击，L为配电网线路的集合。
该约束的可行域构成鲁棒优化的不确定集。
3)开关配置、攻击位置与线路状态约束
引入二进制变量xj表示节点j是否受到故障传播的影响，当xj取1时表示节 点受到故障传播影响；当节点j所连线路至少有一条满足场景A、B之一时，xj为 1，其约束可建立如下：
Figure BDA0002569494570000101
其中，M为一个比较大的常数，Bij为二进制变量，取1时表示线路(i,j)受到 攻击并故障，取0时表示线路未受到攻击，V为配电网节点的集合，π(j)为节点j 父节点的集合；δ(j)为j子节点的集合，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远 动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制 变量，取1时表示配置。
式(10)的上式建立节点j相连线路故障与该节点是否受到故障传播影响的 关系。以线路(i,j)为例进行说明，如图1(a)所示，当线路(i,j)受到攻击(Bij＝1) 且在节点j侧未安装远动开关(yij,2＝0)时，节点j将受到故障传播的影响(xj＝1)。
式(10)的下式建立节点j的相邻节点状态与该节点是否受到故障影响的关 系。以(i,j)为例，如图1(b)所示，当节点i受到故障影响(xi＝1)且线路(i,j)两 侧均未安装远动开关(yij,1＝yij,2＝0)时，节点j将受到故障传播的影响(xj＝1)。
当节点j与所有相连线路均不属于上述影响方式时，节点不应受到故障传播 影响，此时需要将xj限制为0。
Figure BDA0002569494570000111
其中，
Figure BDA0002569494570000112
为二进制辅助变量，分别表示父节点方向和子节点方向的 故障对节点j的影响，
Figure BDA0002569494570000113
表示节点j受到父节点方向故障传播影响，
Figure BDA0002569494570000114
表 示节点j受到子节点方向故障传播影响。
式(11)上式表示若节点所连线路满足以下三条件之一，则节点j不会受到 父节点方向的故障影响：
1)线路(i,j)的j侧配置远动开关(yij2＝1)，如图2(a)所示；
2)线路(i,j)未受攻击(Bij＝0)且i侧配置远动开关(yij1＝1)，如图2(b)所 示；
3)线路(i,j)未受攻击(Bij＝0)且节点i未受故障影响
Figure BDA0002569494570000115
如图2(c) 所示。
式(11)的中式为相应的子节点方向故障传播约束。
式(11)的下式表示若两方向均未受到故障影响，则xj＝0。
线路开断与闭合状态约束建立如下：
Figure BDA0002569494570000116
Figure BDA0002569494570000117
Figure BDA0002569494570000118
Figure BDA0002569494570000119
式(12)表示若线路两侧至少有一个节点受到故障影响(xi+xj≥1)且至少有 一侧安装远动开关(yij,1+yij,2≥1)，则线路将断开。
式(13)表示若线路受到攻击(Bij＝1)且至少有一侧安装远动开关(yij,1+yij,2≥1)， 则线路将断开。
式(14)表示若线路两侧均未安装远动开关，则线路无论是否故障均视为保 持闭合状态，由于约束(7)、(8)的限制，受故障影响的区域发电与负荷均为0， 此时闭合状态的线路仍无功率流通。
式(15)表示在线路配置远动开关的情况下(yij1+yij2≥1)，须同时满足线路未 受攻击、线路两侧节点未受故障传播影响两个条件，线路为闭合状态。
S3、应用鲁棒优化的CCG算法通过对步骤S2进行迭代不断寻找最严重的攻 击场景，从而优化出远动开关配置方案，使得电网在遭受最严重的攻击时能最大 限度维持功能。
S301、将鲁棒优化问题分解为两个子问题，上层问题是在给定攻击下优化远 动开关的配置位置；
S302、下层问题是在给定远动开关配置方案下优化出针对该***的最严重的 攻击策略；
S303、通过上下层问题不断迭代，CCG算法不断向上层问题中增加约束， 当上下层问题的解收敛至给定间隔后，上层问题所求得的远动开关配置方案即为 考虑最严重场景的最优方案。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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 描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中 的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因 此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的 本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本 领域普通技术人员在没有作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。
采用IEEE 37节点配网作为算例，如图3所示，3个容量为500kVA的分布 式电源分别配置在节点709、734、744。节点701与变电站相连，连接线路上配 置有断路器，假设该段线路不会受到攻击。变电站容量为5MVA，节点电压大小 可行区间为0.9～1.1p.u，线路容量为0.5MVA，***负荷总量为 981.58kW+544.02kvar，具体负荷如图4所示。20条候选线路两侧位置可配置远 动开关，其中8个位置已经配置。优化问题的求解采用MATLAB环境下的Gurobi 求解器。
请参阅图5，展示了当规划预算CN＝7、最大攻击线路数CB＝3时最优配置结果 与对应的最严重攻击方式。对优化配置结果进行分析可以看出，分布式电源所在 节点的相邻线路配置远动开关的频率较高，是开关配置的关键位置。此外，连接 线路数较多的节点出线侧同样有较高的配置优先级，因为节点一侧故障容易对更 多的线路造成影响。
综上所述，本发明一种面向弹性提升的弹性配电网远动开关优化配置方法， 为面向弹性提升的智能配电网远动开关配置提供参考，通过合理配置远动开关， 当电网受到攻击后隔离故障、缩小故障区范围，从而减小停电损失。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算 机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软 件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框 的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机 或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指 令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得 在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从 而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡 是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发 明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性配电网远动开关优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取配网***所连变压器数据、配网负荷数据以及***拓扑结构信息；
S2、在给定攻击场景下，以约束形式建立远动开关配置位置、攻击位置、线路状态、配网潮流的关系，以切负荷量最小为目标优化远动开关的位置；
S3、应用鲁棒优化的CCG算法对步骤S2进行迭代，在每次迭代中，对于给定的远动开关配置方案，以切负荷功率最大为目标求解最严重的攻击方式，并将攻击方式包含进鲁棒优化的不确定集中，针对当前所得的由攻击方式组成的不确定集，以电网切负荷功率最小为目标求解最优开关配置方案，通过不断迭代使电网在遭受最严重的攻击时能够最大限度维持电力供应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，优化目标函数为：
Figure FDA0002569494560000011
其中，V为配电网节点的集合，h表示规划决策变量，u表示攻击决策变量，z表示潮流运行变量，Pshed,j为节点j的负荷切除功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，远动开关配置位置约束为：
Figure FDA0002569494560000012
其中，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量，取1时表示配置开关；CN为最大可配置远动开关的数量预算。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系；若一段配网线路受到攻击且两侧无开关对故障进行隔离，则故障将传播至其相邻线路，直到有开关隔离故障为止，引入二进制变量xj表示节点j是否受到故障传播的影响，当xj取1时表示节点受到故障传播影响。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，建立开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系，当线路(i,j)受到攻击且在节点j侧未安装远动开关时，节点j受到故障传播的影响，具体如下：
Figure FDA0002569494560000021
其中，M为一个比较大的常数，Bij为二进制变量，取1时表示线路(i,j)受到攻击并故障，取0时表示线路未受到攻击，V为配电网节点的集合，π(j)为节点j父节点的集合；δ(j)为j子节点的集合，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量，取1时表示配置；
当节点i受到故障影响且线路(i,j)两侧均未安装远动开关时，节点j将受到故障传播的影响，具体为：
Figure FDA0002569494560000022
当节点所连线路满足以下三条件之一，则节点j不会受到来自节点i方向的故障影响：1)线路(i,j)的j侧配置远动开关；2)线路(i,j)未受攻击且i侧配置远动开关；3)线路(i,j)未受攻击且节点i未受故障影响，具体为：
Figure FDA0002569494560000023
其中，
Figure FDA0002569494560000024
为二进制辅助变量，分别表示父节点方向和子节点方向的故障对节点j的影响，
Figure FDA0002569494560000025
表示节点j受到父节点方向故障传播影响，
Figure FDA0002569494560000026
表示节点j受到子节点方向故障传播影响。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于开关配置位置、攻击位置与故障传播的关系，线路开断与闭合状态关系的约束具体为：
若线路两侧至少有一个节点受到故障影响xi+xj≥1且至少有一侧安装远动开关yij,1+yij,2≥1，则线路将断开，具体为：
Figure FDA0002569494560000031
若线路受到攻击Bij＝1且至少有一侧安装远动开关yij,1+yij,2≥1，则线路将断开，具体为：
Figure FDA0002569494560000032
若线路两侧均未安装远动开关，则线路无论是否故障均视为保持闭合状态，具体为：
Figure FDA0002569494560000033
在线路配置远动开关的情况下，yij1+yij2≥1，须同时满足线路未受攻击、线路两侧节点未受故障传播影响两个条件，线路为闭合状态，具体为：
Figure FDA0002569494560000034
其中，M为常数，Bij为二进制变量，L为配电网线路的集合，cij为表示线路(i,j)闭合与开断状态的二进制变量，yij,1表示是否在线路(i,j)的节点i侧配置远动开关的二进制变量，yij,2表示是否在线路(i,j)的节点j侧配置远动开关的二进制变量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：
S301、将鲁棒优化问题分解为两个子问题；
S302、通过上下层问题不断迭代，采用CCG算法向上层问题中增加约束，当上下层问题的解收敛至给定间隔后，上层问题所求得的远动开关配置方案即为考虑最严重场景的最优方案。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S301中，上层问题是在给定攻击下优化远动开关的配置位置，下层问题是在给定远动开关配置方案下优化出针对该***的最严重的攻击策略。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至8所述的方法中的任一方法的指令。
CN202010632280.3A 2020-07-03 2020-07-03 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备 Active CN111767656B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632280.3A CN111767656B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010632280.3A CN111767656B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111767656A true CN111767656A (zh) 2020-10-13
CN111767656B CN111767656B (zh) 2023-05-02

Family

ID=72723676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010632280.3A Active CN111767656B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111767656B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114091891A (zh) * 2021-11-18 2022-02-25 广东电网有限责任公司 一种基于弹性网络算法的预安排重复停电分析方法及***

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202025060U (zh) * 2011-02-17 2011-11-02 长春吉致科技发展有限公司 铁路配电网自闭贯通线路故障自动判断定位***
US20170070044A1 (en) * 2015-09-06 2017-03-09 Tsinghua University Robust restoration method for active distribution network
CN108334950A (zh) * 2018-04-17 2018-07-27 国网冀北电力有限公司唐山供电公司 一种应用单亲遗传算法的配电网络重构方法
CN110571799A (zh) * 2019-09-06 2019-12-13 西安交通大学 一种提升配电网弹性的分布式电源关键节点优化配置方法
CN110676838A (zh) * 2019-08-27 2020-01-10 华北电力大学 柔性配电***故障自适应鲁棒优化恢复方法
CN110783911A (zh) * 2018-07-31 2020-02-11 上海交通大学 中低压配电网软智能开关配置方法与***
CN111082470A (zh) * 2020-01-15 2020-04-28 合肥工业大学 含低风速分散式风电的配电网多目标动态鲁棒重构方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202025060U (zh) * 2011-02-17 2011-11-02 长春吉致科技发展有限公司 铁路配电网自闭贯通线路故障自动判断定位***
US20170070044A1 (en) * 2015-09-06 2017-03-09 Tsinghua University Robust restoration method for active distribution network
CN108334950A (zh) * 2018-04-17 2018-07-27 国网冀北电力有限公司唐山供电公司 一种应用单亲遗传算法的配电网络重构方法
CN110783911A (zh) * 2018-07-31 2020-02-11 上海交通大学 中低压配电网软智能开关配置方法与***
CN110676838A (zh) * 2019-08-27 2020-01-10 华北电力大学 柔性配电***故障自适应鲁棒优化恢复方法
CN110571799A (zh) * 2019-09-06 2019-12-13 西安交通大学 一种提升配电网弹性的分布式电源关键节点优化配置方法
CN111082470A (zh) * 2020-01-15 2020-04-28 合肥工业大学 含低风速分散式风电的配电网多目标动态鲁棒重构方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114091891A (zh) * 2021-11-18 2022-02-25 广东电网有限责任公司 一种基于弹性网络算法的预安排重复停电分析方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
CN111767656B (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Reliability-oriented distribution network reconfiguration considering uncertainties of data by interval analysis
CN106786546B (zh) 基于风险评估的配电网故障恢复策略优化方法
CN112671029A (zh) 一种含分布式电源的配网多阶段故障恢复方法
CN104820865B (zh) 基于图论的智能配电网故障恢复智能优化方法
Huang et al. Service restoration of distribution systems under distributed generation scenarios
CN110350510A (zh) 一种考虑故障影响度的配电网供电恢复方法
CN113899981A (zh) 基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法及***
Choopani et al. Self‐healing optimization in active distribution network to improve reliability, and reduction losses, switching cost and load shedding
CN107808200B (zh) 配电网短时检修计划优化方法和装置
CN114744616A (zh) 一种配电网恢复供电辅助决策方法
Wang et al. Multi-agent and ant colony optimization for ship integrated power system network reconfiguration
Ghorbani et al. A MAS learning framework for power distribution system restoration
CN113507116B (zh) 一种配电网负荷转供方法、装置、设备及存储介质
CN111767656A (zh) 一种弹性配电网远动开关优化配置方法、存储介质及设备
Merabet et al. An adaptive protection coordination for microgrids utilizing an improved optimization technique for user-defined DOCRs characteristics with different groups of settings considering N-1 contingency
Zeng et al. Resilience assessment for power systems under sequential attacks using double DQN with improved prioritized experience replay
KR20230100683A (ko) 준마코프 사후상태 액터-크리틱을 활용한 전력망 자동 운영 방법
Liu et al. A resilience enhancement scheme of cyber-physical power system for extreme natural disasters
CN112398129B (zh) 电网事故后风险控制辅助决策方法、装置和存储介质
CN115169138A (zh) 一种基于解析法的电力***多层次恢复力评估方法和***
Liu et al. Optimal power flow of DC-grid based on improved PSO algorithm
CN108390374B (zh) 基于大数据分析的转供路径选择方法及***
Du et al. Feasibility of online collaborative voltage stability control of power systems
Xiao et al. A robust mixed-integer second-order cone programming for service restoration of distribution network
Cai et al. Proactive microgrid formation strategy for resilience enhancement of distribution systems in extreme conditions

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240117

Address after: No.28, Xianning West Road, Beilin District, Xi'an City, Shaanxi Province

Patentee after: XI'AN JIAOTONG University

Patentee after: Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co.,Ltd.

Address before: 710049 No. 28 West Xianning Road, Shaanxi, Xi'an

Patentee before: XI'AN JIAOTONG University

Patentee before: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute