[发明专利]基于可靠性的智能配电网供电分区恢复与整体优化方法

说明书

技术领域

本发明属于智能配电系统控制技术领域，特别是涉及一种基于可靠性的智能配电网供电分区恢复与整体优化方法。

背景技术

智能配电网是未来配电系统的发展趋势，是智能电网建设的重要组成部分。物理方面，智能配电网以高度成熟的配电自动化技术以及高渗透率的分布式电源(DG)和储能装置为特征。用户体验方面，智能配电网又以供电高可靠性和用户高满意度为服务愿景。

实际上，前者是后者的物质基础，后者是前者的目的表达。而后者的高可靠性和高满意度又是两位一体的关系，是同一事物的两个方面：在供电方面表示为高可靠性，在用户方面表现为高满意度。其中高可靠性又包含两个方面：足够低的故障率和足够短的故障停电时间。而要满足这两个要求，一方面要做好智能配电网的结构平衡与整体优化，消除故障隐患，从而减小系统的故障率及故障影响范围；另一方面，还必须做到对故障后的智能配电网进行快速供电恢复，以便尽可能地缩短故障停电时间。

配电网供电恢复问题由来已久，指的是配电网发生故障后，经过故障区域定位与隔离后对非故障失电区域进行恢复供电的优化问题。智能配电网供电恢复问题即是在配电网智能化的新条件下所进行的非故障失电区域供电恢复的优化问题。它在传统供电恢复问题的基础上，需要着重考虑配电自动化、分布式电源与储能装置等物理方面的新变化，以及高可靠性和高满意度的新特征。

针对传统配电网的供电恢复问题，国内外学者提出了很多求解方法，诸如：数学优化方法、启发式搜索算法、人工智能算法等。它们在供电恢复过程首重整体恢复，侧重恢复过程的一次性完成。这样可能会导致两个不好的后果：

⑴恢复过程没有考虑设备故障率的差异，可能导致恢复后系统平均故障率分布不均衡，致使系统存在运行风险，故障再发生的概率较高，对上一次供电恢复的努力形成事实上的浪费。如果同一故障反复发生，还可能会引起连锁反应，造成更大面积的停电情况发生。

⑵恢复过程亦没有考虑设备间故障修复时间的差异，这可能会导致故障修复时间短者受到故障修复时间长者拖累的情况，引起某些负荷点额外不必要的故障停电时间，从而导致系统整体可靠性不足，难以充分释放系统整体可靠性的潜力。

传统供电恢复方法均忽略了或难以顾及恢复过程中及恢复后智能配电网对高可靠性的要求。实际上，智能配电网中的设备不仅数量众多，且类型差异较大，即便是同种设备亦会有多种型号，同一型号也会因尺寸各异、厂家不同等物理差异引起可靠性参数上的不同。这必然会引起电网结构在可靠性上的不平衡。以此看来，以可靠性为核心，研究智能配电网故障后供电分区恢复与整体优化方法是一个十分必要的课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于可靠性的智能配电网供电分区恢复与整体优化方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于可靠性的智能配电网供电分区恢复与整体优化方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)输入智能配电网基础数据信息，并构建目标函数和引导性指标：

构建基于可靠性的故障后供电分区恢复与整体优化的目标函数；构建的目标函数包括三个方面：⑴最大可能的降低系统的故障率，⑵最大可能的减少系统的故障停电时间，⑶最大可能的减小平均可靠性综合指标，并为目标函数设置权值和约束条件；构建基于可靠性的分区恢复与整体优化过程中需用的相关引导性指标；其中分区恢复过程中需用的引导性指标为：⑴联络开关的原始平均故障率裕度FAFR_M，⑵分段开关的原始平均故障修复时间裕度FAFD_M；整体优化过程中需用的相关引导性指标为：⑶联络开关的平均可靠性综合指标裕度FASI_M，⑷分段开关的系统平均可靠性综合指标裕度SASI_M，用户从待分析的系统中收集智能配电网基础数据信息；包括电源数据、负荷数据、网络数据、支路参数、可靠性参数；

步骤2)分区恢复：