[发明专利]基于多智能体的配网应灾恢复协调控制方法及装置

说明书

技术领域：

本发明涉及输配电网领域，尤其涉及一种基于多智能体的配网应灾恢复协调控制方法及装置。

背景技术：

自然灾害发生时配电网易发生多故障，对于系统运行人员来说，故障后的恢复问题是包含不同优化目标的实时多阶段决策问题。目前，现有技术将电力系统恢复过程按照主要恢复对象分为3个阶段，分别是黑启动阶段、网架重构阶段、负荷全面恢复阶段。而在配电网的供电恢复的研究中，只涉及配电网网络重构和负荷恢复阶段。综合考虑配电网恢复特点将配电网恢复划分为三个阶段，分别为：骨干通道恢复阶段、局部配网恢复阶段与区域联网恢复阶段。其中骨干通道恢复阶段以恢复配电网重要节点和重要负荷为首要目标，然而如果在多故障情况下只单一地按照负荷重要等级先后恢复，则可能导致故障恢复时间长，得到的未必是最优解。因而在骨干通道恢复的同时，也应兼顾局部配网与区域联网的恢复，三者共同协调从而实现全局电网的整体恢复。因此，对于配电网的供电恢复，不仅要求对各阶段有可靠、高效的恢复算法，更需要构建具有扩充性、容错性和优化协调能力的供电恢复体系，从而能够有效缩短灾害下重要用户的停电时间，提高配电网运行的可靠性。

现有技术在应用多智能体(Multi-Agent System，简称MAS)理论解决配电网供电恢复问题时，往往针对不同电气元件进行智能体的设置，如馈线智能体、母线智能体等来构建多智能体系统，虽然在处理恢复问题上具有一定的针对性，但是面对大型配电网络供电恢复问题时，由于电气元件本身数量巨大，在某种程度上导致了“维数灾”，另一方面，由于没有采用良好的协作方式，各个智能体面临协调上的同步问题，致使恢复过程缓慢，不能发挥多智能体系并行计算的优势。

发明内容：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于多智能体的配网应灾恢复协调控制方法及装置，提高了电力系统供电的可靠性，尤其是在自然灾害条件下电力系统的供电可靠性，提高电网投资收益。

一方面，本发明提供一种基于多智能体的配网应灾恢复协调控制方法，包括：

确定配网应灾恢复的目标函数与约束条件，所述目标函数包括优先恢复重要负荷、最少开关操作次数、最多恢复失电负荷，所述约束条件包括线路容量约束和支点电压约束；

根据配电网的恢复特点，将配电网恢复阶段划分为骨干通道恢复阶段、局部配网恢复阶段和区域联网恢复阶段，得到所述配电网恢复的各个阶段的优解恢复方案；

将所述配电网恢复的各个阶段分别设置为骨干恢复Agent、局部配网恢复Aagent、区域联网恢复Agent，建立基于黑板模型的MAS协作机制；

根据所述基于黑板模型的MAS协作机制，建立基于MAS的配网恢复控制决策体系，采用结合蚁群算法与Q学习的方法进行优化协调所述配电网恢复的各个阶段的优解恢复方案，得到恢复结果；

根据所述配网应灾恢复的目标函数与约束条件，采用校验Agent对所述恢复结果进行校验，得到最终恢复结果；

将所述最终恢复结果通过全局恢复Agent传递至用户接口Agent，更新数据与实施全局恢复方案，结束配网应灾恢复。

可选地，所述优先恢复重要负荷通过下式计算，

其中，C₁为故障直接导致断电重要负荷的节点集合，C₂为故障间接导致断电重要负荷节点的集合，L_i为节点i的负荷，L_j为节点j的负荷；

所述最少开关操作次数通过下式计算，

其中，M₁为故障直接导致非故障失电区域集合，M₂为故障间接导致非故障失电区域集合，s_i为开关i恢复前的开关状态，s_ri为开关i恢复后的开关状态，s_j为开关j恢复前的开关状态，s_rj为开关j恢复后的开关状态，闭合状态取值为1，断开状态取值为0；

所述最多恢复失电负荷通过下式计算，

其中，k_i为节点i的电荷状态，带电取值为1，失电取值为0；

所述线路容量通过下式计算，

L₂：S_i≤S_i.max，(i＝1，2，…n)

其中，S_i为支路i的视在功率，S_i.max为支路i的容量；

所述节点电压约束通过下式计算，