[发明专利]一种基于混合整数线性规划的配电网自愈方法

摘要

本发明涉及一种基于混合整数线性规划的配电网自愈方法，所述具体步骤包括：（1）描述相关控制变量，约束问题和目标函数，并形成多目标函数：（2）构建含分布式电源的配电网模型；（3）对建模线性化。本发明的自愈方案建立混合整数线性规划模型，基于所提出的优先级排序方案，为系统中的每个负荷分配优先级权重。其他输入包括支路电流限制和节点电压限制。并消除了方程的分段线性化，以避免出现过多的整数变量并加快求解过程。目的是将基于其优先级恢复供应的负荷量最大化和系统运营成本最小化。

主权项

1.一种基于混合整数线性规划的配电网自愈方法，其特征在于：所述具体步骤包括：(1)获取当前故障配电网的初始数据与网络拓扑；(2)描述相关控制变量，约束问题和目标函数，并形成多目标函数：(3)根据初始数据和配电网的三要素，构建各节点、分布式电源的数学约束模型：A、列出节点k的基尔霍夫电流等式和约束条件基尔霍夫电流等式为：其中，I^re_d,k和I^im_d,k分别为流出节点k的负荷电流实部和虚部；I^re_DG,k和I^im_DG,k分别为流入节点k的分布式电源电流实部和虚部；I^re_km和I^im_km分别为支路km的支路电流实部和虚部；I^re_mk和I^im_mk分别为支路mk的支路电流实部和虚部；基尔霍夫电流的约束条件为：在上式中，Γ_SW为系统所有断开支路集合，M^re和M^im为较大的常数；B、列出配电线路网络约束条件通过引入二进制变量γ，可以确保配电网拓扑对应于连接到主变电站的生成树，不论电流的方向如何，可得如果节点k是节点m的父节点，则γ^k_km＝1，否则为零；如果节点m是节点k的父节点，则γ^m_km＝1，否则为零；C、列出分布式电源的电压电流关系(4)将数学约束模型里的所有非线性等式运用方法进行线性化：A、节点注入电流线性化采用McCormick松弛方法进行拟合，将双线性项近似为单个线性变量，将[U^re_k]²定义为ξ_k的约束由下式给出：根据(U^rek)²定义为ξ_k的约束可得(U^im_k)²定义为η_k的过程为以下表达式：B、分布式电源功率线性化分布式电源的最大视在功率(S_DG,k)_max约束如下:(P_DG,k)²+(Q_DG,k)²≤(S_DG,k)_max²利用多边形内部近似的线性化方法，模拟电源功率的非线性约束，将上面的不等式表示的圆近似为具有有限数量边的多边形，因为分布式电源实际产生的功率总是正的，所以约束条件只需要近似圆的右半部分，该方程如下：系数和的表达式如下：多边形边缘数量取为E＝36，这样导致每个分布式电源有18个线性约束，经验证，约束数量已经足够；C、节点电压和支路电流的线性化由于(U^im_k)²和(U^re_k)²的值已分别用ξ_k和η_k来近似,它们可以直接用于节点电压约束的建模，而支路电流的约束如下：(U_k)_min²≤ξ_k+η_k≤(U_k)_max²与分布式电源功率约束类似，将不等式表示的圆近似为具有有限数量边的多边形，多边形边缘数量取为E＝36，对每个支路产生36个线性约束；(5)将多目标函数和线性化后的数学约束模型输入到软件工具箱YALMIP内，由工具箱YALMIP计算的结果得到配电网自愈的最优方案；(6)将得到配电网自愈的最优方案输入到配电网系统，由配电网系统内部根据最优自愈方案进行自愈。