[发明专利]一种基于禁忌搜索的启发式配电网络黑启动重构方法

权利要求书

1.一种基于禁忌搜索的启发式配电网络黑启动重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.输入原始数据，包括待优化配电网的DG、负荷、线路参数，对于负荷还需提供负荷类型、单位停电损失；

S2.根据工程经验和实际需要确定优化模型的相关参数，恢复重构的时间周期、允许同时投入的线路数、系统备用率、负荷波动系数、系统允许的最大频率偏差；

S3.建立配电网络黑启动重构模型，采用配电网黑启动过程中的用户停电损失来衡量，建立最小化停电损失的目标函数，表示如下：

式中，N_L为待恢复负荷数量，P_L,k为负荷k消耗的功率kW；f_k(t_L,k)为负荷k的单位停电损失，与负荷k的停电时间t_L,k和负荷类型有关；

S4.采用禁忌搜索的启发式求解配电网络黑启动重构模型，得到待定解，待定解对应配电网中每个时刻的恢复动作；所述的S4步骤具体包括：

S41.输入系统参数，初始化禁忌搜索算法的各个参数，设定“移动”操作符个数w、禁忌表长度t、最大迭代次数g_max；

S42.随机生成一个初始解，代表一种恢复顺序；

S43.对生成的解进行元件恢复时间逐步计算，得出各元件在满足约束条件下的恢复时间并记录；若某个元件最小恢复时间大于60min，则认为其无法恢复，并将当前所有未恢复的元件的恢复时间记录为60min，转到步骤S44；所述的S43步骤具体包括：

S431.定义拓扑距离矩阵W用于描述网络中元件间的距离，其“距离”不是物理意义上的距离，而是用连接两个元件所需的开关操作时间来定义的“距离”；W是N_G+N_B+N_L维的对称方阵，其上三角阵W^up元素的取值为：

式中，N_G为DG的数目、N_B为母线的数目、N_L为负荷的数目、W^up为拓扑距离矩阵的上三角部分；元素w_ij(i≤j)取值原则如下：元件自身的“距离”为0；不相连的元件间“距离”为无穷大；相连的元件间，DG与母线的“距离”取值为T_c,i，DG(i)的启动时间；母线与母线的“距离”取值为T_br(ij)，投入线路bri-j所需时间；负荷与母线的“距离”取值为T_l,i，负荷充电的恢复时间；最后，W由W^up+(W^up)^T得到；

S432.根据拓扑距离矩阵W，使用迪杰斯特拉算法，计算下一个被恢复元件距离已知供电节点的供电路径和路径上的总开关操作时间，通过比较得出待恢复元件的最短供电路径l_min,i和最短恢复供电时间t_min,i；

S433.假定该元件在经过t_min,i后被恢复，判断此时系统频率、备用功率等是否满足约束；

①若满足，则该元件经过t_min,i后能够被恢复，其恢复时间记录为t+t_min,i，当前时刻更新为t+t_min,i；

②若不满足，考察经过一个时步Δt后约束条件能不能满足；若满足，则该元件经过t_min,i+Δt后能够被恢复，其恢复时间记录为t+t_min,i+Δt，更新当前时刻为t+t_min,i+Δt，否则考察再经过一个时步Δt；

③若t+t_min,i+Δt×n60min，则认为该元件无法恢复；

S434.假定该元件能够成功恢复，则l_min,i上的母线和支路也伴随恢复，它们各自的恢复时间根据开关操作时间而得到，记录母线和支路的状态和恢复时间；

S435.至此，下一元件的恢复时间计算完成，元件恢复过程中母线和支路的恢复时间也计算完成；

S44.根据记录的恢复时间，对生成的解进行目标函数计算，得出当前目标函数最小的解，作为当前最优解；

S45.随机产生w个“移动”操作符，检查其是否属于禁忌表中；若属于，则舍弃此操作；若不属于，将其“反移动”操作符替换禁忌表中较旧的操作符；

S46.对当前最优解进行步骤S5中产生的“移动”操作，生成一组当前最优解的邻居试验解；判断是否达到最大迭代次数g_max，若达到g_max，则停止运行，输出最优重构方案，否则转到步骤S3；

S5.对待定解对应的恢复动作进行潮流校验，如不满足安全约束，则配电网络黑启动重构模型中添加一个约束条件，设定待定解为非可行解，即让新的优化解不等于原待定解，从而剔除未通过潮流校验的待定解，转向步骤4，重新寻优；

S6.输出通过潮流校验的待定解对应的恢复动作。