[发明专利]一种面向极端天气的主网元件加强方法和系统

权利要求书

1.一种面向极端天气的主网元件加强方法，其特征在于，包括三层混合整数线性规划模型，所述三层混合整数线性规划模型基于DAD模型建立具体包括：顶层模型、中层模型和底层模型，所述顶层模型用于电力系统安全人员在已知攻击方案的情况下，使用有限的强化资源制定最优的强化策略，将攻击方案造成的损失降到最低；所述中层模型用于：攻击者在已知电力系统强化策略的情况下，使用有限的攻击资源制定攻击效果最好的攻击方案，绕过系统的强化方案，对系统造成最大程度的破坏；底层模型用于当攻击者对于系统进行破坏后，系统运行者使用网络重构和切负荷等手段将系统的损失降到最低。

2.根据权利要求1所述一种面向极端天气的主网元件加强方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采集极端天气造停电的电力系统损失最小值建立第一目标函数；

S2：采集对电力系统发电机攻击资源的消耗数；

S3：基于步骤S2采集的发电机攻击资源的消耗数，通过直流潮流模型对电力系统运行进行建模；

S4：基于DAD模型建立包括顶层模型、中层模型和底层模型的三层混合整数线性规划模型，并使用两层列约束生成算法将三层混合模型分解为上层问题、下层主问题和下层子问题；

S5：将对第一目标函数的求解转化为对上层问题、下层主问题和下层子问题的求解。

3.根据权利要求2所述一种面向极端天气的主网元件加强方法，其特征在于，所述第一目标函数为：

其中，E¹为线路集合，E^g为发电机集合，W₁为负荷重要度权重，P_shed,j表示节点j的切负荷量。

4.根据权利要求2所述一种面向极端天气的主网元件加强方法，其特征在于，所述通过直流潮流模型对电力系统运行进行建模具体形式如下：

功率平衡约束：

其中，σ(j)为以节点j为起点的线路集合，δ(j)为以节点j为终点的线路集合，V为节点集合，p_l为线路l上流过的有功功率，P_G,j为位于节点j的发电机出力，P_L,j为节点j的负荷；

相角约束：

其中，i和j为线路l的起始节点和终止节点，b_ij为线路l的电纳，q_l为线路l的状态，θ_i表示节点i的相角；

线路容量约束：

其中，为线路l的容量；

失负荷约束：

发电机出力约束：

其中，和分别为发电机g的最小处理和最大出力，q_gen,g为发电机状态变量。

相角差约束：

元件状态约束：

建立的模型考虑元件强化、攻击和网络重构问题，使用0/1变量s，a，c分别代表线路的强化策略、攻击策略和重构策略，s_gen，a_gen，c_gen分别为发电机的强化决策、攻击决策和重构决策：

则输电网西安路和发电机的状态为：

q_l＝c_l(s_l+a_l-s_la_l),l∈E^l (14)

qgen,g_gen,g^ggen,ggen,ggen,g_gen,g(15)。

5.根据权利要求4所述一种面向极端天气的主网元件加强方法，其特征在于，所述式(3)、式(14)和式(15)为非线性约束，使用大M法将非线性约束线性化，具体形式如下：

其中，Q₁和Q_gen,g为线路和发电机是否受到攻击的标志变量，M是一个很大的数。