[发明专利]一种计及断路器拒动几率的恢复供电方法

摘要

本发明提出的一种计及断路器拒动几率的恢复供电方法，结合断路器的历史运行数据给出了计及断路器拒动几率的复杂网络模型。同时该方法考虑到在恢复供电过程中断路器拒动的几率以及恢复供电后的负荷分布，以建立的网络模型为基础进行了多目标优化求解，并给出了基于蚁群算法的求解方法。该方法可以在电网发生事故时快速寻优恢复供电路径，所求得路径具有操作少、可靠性高、二次故障后重新路由便捷等优点，为电网事故后的快速恢复供电提供了理论依据和决策依据。

主权项

1.一种计及断路器拒动几率的恢复供电方法，其特征在于，依次包括以下过程：建立计及断路器拒动几率的电力系统网络模型；快速恢复供电路径的多目标寻优；步骤一：建立电力系统的简单网络模型，将电力系统中的母线与输电线路抽象成网络模型中的节点与边；采取以下化简标准：将母线作为节点，双绕组变压器等效为一条边，三绕组变压器等效为变压器三端母线的星型连接；将节点进行合并，对于同一变电站内同一电压等级的母线上节点进行合并；通过以上步骤的化简，可以得到一张节点数为n，边的条数为m的简单图G(v,e)，可用n×n的矩阵A0表示：式中G0为电力系统的将电力网络抽象得到的简单图，eij为节点i到节点j的边；该矩阵描述了电力网络基本的拓扑结构；步骤二：搜集断路器历史运行数据与额定参数，统计断路器的额定开断次数N、额定开断电流Ie、已开断次数以及每次开断的电流大小；步骤三：实时计算断路器拒动几率，根据以上统计数据断路器的开断次数与开断电流的关系，计算出断路器目前存在的磨损，其计算公式如下式(3)所示：其中Si为断路器第i次开断的磨损，由第i次开断的电流和厂商提供的参数得到；N为该断路器的额定开断次数，M为开断额定电流时的磨损；统计断路器前五年的历史故障率，并取出五年中该断路器故障率的最大值λmax与最小值λmin；根据断路器的历史故障率与断路器磨损状态计算其潜在拒动几率，其具体计算公式如下式(4)所示：λ＝[(λmax‑λmin)∑Qs+λmin]×100％  (4)；步骤四：将断路器拒动几率作为线路权重形成新的加权网络模型，以断路器拒动几率为大小作为权重为网络模型G中的边赋予权重；电力网络的模型则更新为：λij＝(1‑λi)×(1‑λj)  (7)其中λij为线路eij的可靠系数，λi、λj分别为线路两侧开关的失效几率；所述快速恢复供电的多目标寻优包括以下步骤：步骤一：设置恢复送电路径长度为目标函数，如下所示：上式中M与I分别代表事故后的主网与失压孤岛区域，D为在赋权网络模型中连接主网与孤岛的路径长度，其计算公式如式(9)：D值越小则表示涉及到的操作次数越少、操作的断路器可靠系数越高；Bij为恢复供电路径中线路或变压器的电气介数；步骤二：将目标函数作为蚁群算法的全局因子，设置蚁群算法中的信息素衰减系数以及寻优的约束条件；步骤三：将网络模型中的介数作为局部更新因子，求取故障后主网中任意节点与孤岛中任意节点的最短路径，并统计网络模型中不同线路和变压器的电气介数，并将其设置为蚁群算法中的局部启发因子；步骤四：带入蚁群算法中迭代，采用蚁群算法进行迭代直至收敛，将求得的快速恢复供电路径输出，其计算公式如下：τij(t+1)＝(1‑ρ)τij(t)+ρ△τij(t)  (11)式(10)表示蚂蚁k在t时刻从节点i向节点j移动的的几率，allowed为与节点i相邻的可移动节点集合，τij(t)、ηij分别为t时刻支路eij上的信息素和启发因子，本文设定支路eij上的初始信息素τij(0)＝1、启发算子ηij＝Bij，α、β为信息素与启发算子的权重系数，取值0.5；式(11)表示支路eij上的信息素随时间衰减的关系，ρ为衰减系数，取值0.7，式(12)为全局信息素△τij(t)的更新公式，其中Dk为第t次历遍中蚂蚁k经过路径的目标函数值，采用上式(10)～(12)进行反复迭代，直至路径收敛。