[发明专利]基于环境数据预判的配电网超前韧性重构方法

说明书

本发明提供基于环境数据预判的配电网超前韧性重构方法，涉及配电网超前韧性重构技术领域，包括故障隔离、电网韧性刻画与度量、建立模型、算法求解和优化方案，本发明在电网韧性刻画与度量是对电网吸收力、适应力、恢复力的刻画与度量，吸收力表现为系统从灾害发生到电网最低性能期间系统经被动调节以吸收灾害带来消极影响的能力，适应力主要指的是系统被外界干扰后通过主动调整以及调用系统的备用储备资源而对灾害做出的响应，表现出系统对灾害的适应能力，恢复力主要指系统被灾害干扰后快速修复性能的能力，在对电网韧性刻画时，基于灾害对电网影响的整个动态过程，以便反映出电网在灾前、灾中、灾后电网性能的变化情况。

技术领域

本发明涉及配电网超前韧性重构技术领域，具体为基于环境数据预判的配电网超前韧性重构方法。

背景技术

电力系统是现代社会的重要基础设施，其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，极端自灾害的发生愈加频繁，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，例如，2008年的中国南方雪灾，导致了约2000座变电站故障、8500个杆塔倒塌，170座城市的供电因此中断；2011年的东日本大地震，导致了超过400万的家庭用户停电；2012 年于美国东北部登陆的台风桑迪，导致了超过10万条主线路故障，百万人口无法正常用电，为了限制极端自然灾害造成的严重影响，需要提高电网应对极端自然灾害的能力。为此，电力系统“韧性”这一概念被提出，在美国《总统政策方向 21》中，韧性被定义为：“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”。

近年来极端天气事件导致停电的频率和严重程度都有所增加，给人民和经济造成了巨大的损失，由于每年的受灾情况差异较大，这意味着灾害的发生以及对电网等基础设施的影响存在很多的不确定性，不能有效利用已有有限的灾害历史数据进而研究灾害环境下电网韧性提升问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于环境数据预判的配电网超前韧性重构方法，解决了灾害的发生以及对电网等基础设施的影响存在很多的不确定性，不能有效利用已有有限的灾害历史数据进而研究灾害环境下电网韧性提升，从而实现超前韧性重构的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于环境数据预判的配电网超前韧性重构方法，包括如下步骤：

Sp1：故障隔离，当故障未被隔离时，配电网中与故障直接或间接相连的节点都会受到故障的影响而导致电力服务中断；

Sp2：电网韧性刻画与度量，明确电网韧性研究边界，研究电力损失“动态性”、“阶段性” 与 “多态性”特征，实现对电网韧性的度量与刻画；

Sp3：建立模型，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，分别对事故前阶段、事故后隔离阶段和事故后恢复阶段建立模型；

Sp4：算法求解，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；

Sp5：优化方案，对事故前阶段和事故后阶段进行结果优化。

优选的，所述故障未被隔离时，配电网中与故障直接或间接相连的节点都会受到故障的影响而导致电力服务中断，通过MEG的提前配置，并结合网络重构形成MEG孤岛，有效阻断故障在配电网中的传播，缩小故障的影响区域。

优选的，所述事故前阶段需要对MEG进行优化配置，考虑到经济因素MEG有数目上限，所述事故前阶段重构形成MEG孤岛时，需保证重构后形成的各部分网络为辐射状，所述事故前阶段，由于极端自然灾害还未到来，配电网正常运行，应满足潮流约束且不应因为采取预防措施而产生失负荷，即此阶段失负荷功率为0。