[发明专利]故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法与装置

权利要求书

1.一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，其特征在于，包括：

构建包含负荷损失的目标函数；

对所有节点建立扩展可行域的电压幅值约束模型；其中，所述电压幅值约束模型包括故障点的虚拟短路约束，所述可行域为正常运行的安全电压范围与表示故障的电压范围的并集；

对配电网络建立网络约束模型；其中，网络约束模型包括虚拟短路点的功率约束；

对配电线路建立传输能力模型；

通过电压幅值约束模型、网络约束模型和线路传输能力模型，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的电压幅值落于故障电压范围，使得故障点及与故障点通过导通线路连通的所有节点的负荷为0，将负荷为0的节点识别为故障切除区域。

2.如权利要求1所述的一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，其特征在于，所述包含负荷损失的目标函数如下式(1)所示：

式中，为负荷i的负荷损失或切负荷比例因子；P_i^L是负荷i的有功功率值；是对应的单位失负荷成本；Ω_L是负荷集。

3.如权利要求1所述的一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，其特征在于，所述电压幅值约束模型如下式(2)、(3)和(4)所示：

其中，Ω_N为原系统的节点集，Ω_F为虚拟节点集合，所述虚拟节点为所述线路的中点，表示所有节点的集合；Ω_B为支路序号集；0-1变量w_i²表示节点i电压是否在正常范围内的变量；公式(2)中，若则电压在正常范围，否则电压取0；所述虚拟短路约束模型如式(3)所示，0-1变量u_ij表示线路(i,j)是否发生故障，若u_ij＝1，则线路(i,j)发生故障。

4.如权利要求3所述的一种故障区域最小化切除的配电网重构及其建模求解方法，其特征在于，所述传输能力模型包括：线路通断状态约束、线路传输能力约束、网络潮流约束、虚拟节点注入功率约束、失负荷比例因子约束和分布式电源容量约束；

所述线路通断状态约束如下式(5)、(6)、(7)和(8)所示：

其中，表示考虑虚拟节点后的支路集合，并对线路的节点标记顺序，规定i∈Ω_N，j∈Ω_F；0-1变量表示支路(i,j)上是否装设有开关，若则装设有开关；0-1变量表示支路(i,j)上的开关是否断开；0-1变量表示支路(i,j)是否导通；

式(5)表示当支路(i,j)没有装设开关时，将开关状态标志为闭合；式(6)和(7)用于构造变量

式(8)中，的可行取值组合为[0,0,1]，[1,0,1]，[1,1,0]，所述可行取值组合分别对应的状态为无开关故线路导通，存在开关且开关闭合故线路导通，存在开关且开关断开故线路断开；

所述线路传输能力约束如下式(9)和(10)所示：

其中，分别表示线路(i,j)允许的最大有功、无功潮流，为给定参数；P_ij，Q_ij分别是以i到j为正方向的线路(i,j)上的有功、无功潮流；

所述网络潮流约束如下式(11)、(12)和(13)所示：

其中，P_i^g，表示节点i的分布式电源的有功、无功出力；R_ij，X_ij分别表示支路(i,j)的电阻、电抗；M₁是正数且M₁≥2；V₀为变电站母线电压；

所述虚拟节点注入功率约束如下式(14)和(15)所示：

所述失负荷比例因子约束如下式(16)所示：

其中，为失负荷比例因子，的取值范围为0～1；当节点电压为0时，失去所有负荷；

所述分布式电源容量约束如下式(17)和(18)所示：

其中，P_i^g,max，分别表示分布式电源i的有功、无功出力上限；Ω_G为分布式电源集合。