[发明专利]一种基于混合整数线性规划的配电网可靠性指标计算方法

权利要求书

1.一种基于混合整数线性规划的配电网可靠性指标计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)定义器件安装状态和支路故障后故障隔离、负荷转供和故障恢复动作原则，具体如下：

在支路故障发生后，首先支路上游最靠近故障支路的断路器进入断路器动作阶段，先动作打开断路器、开断故障电流，此时断路器下游节点断电；之后，进入开关动作阶段，进行故障隔离，隔离故障支路；同时，通过开关和断路器动作进行网络重构，恢复断电节点负荷，假设恢复全部负荷或零负荷；而后，修复故障支路，修复后通过动作开关和断路器恢复原供电网络结构；

2)构建基于混合整数线性规划模型的配电网可靠性指标优化模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体如下：

2-1)确定模型的目标函数；

该模型的目标函数为最小化系统年平均中断持续时间指数SAIDI，如式(1)所示：

Minimize:SAIDI (1)

2-2)确定模型的约束条件；具体如下：

2-2-1)配电网功率平衡约束，如式(2)-(3)所示：

其中，上标xy表示在支路xy发生故障下的场景，表示在支路xy发生故障时i节点的负荷，表示在支路xy发生故障时支路ij上由j节点流向i节点的功率，Ψ_i表示与i节点直接相连的支路集合，Ψ^LN表示负荷节点集合，Υ表示所有支路的集合，代表所有支路故障场景；

2-2-2)支路功率约束，如式(4)-(6)所示：

其中，M为正数，表示在支路xy发生故障时支路ij上靠近节点i开关的状态，表示开关闭合，表示开关打开，表示在支路xy发生故障时支路ij上靠近节点j开关的状态，表示开关闭合，表示开关打开，表示支路ij额定传输容量；

2-2-3)变压器功率约束，如式(7)-(8)所示：

其中，为在支路xy发生故障时变压器f的功率，为在支路xy发生故障时连接变压器f的支路tr^f由变压器节点流向下游节点的功率，Ψ^F表示所有变压器节点的集合；

2-2-4)断路器动作约束，如式(9)-(20)所示：

其中，上标B表示断路器动作阶段，为在支路xy发生故障时在断路器动作阶段支路ij的故障波及标志，表示支路xy发生故障时在断路器动作阶段支路ij受故障波及而处于断电状态，表示支路xy发生故障时在断路器动作阶段支路ij处于正常运行状态，F_i^xy,B为在支路xy发生故障时在断路器动作阶段节点i的故障波及标志，F_i^xy,B＝0表示支路xy发生故障时在断路器动作阶段节点i受故障波及而处于断电状态，F_i^xy,B＝1表示支路xy发生故障时在断路器动作阶段节点i处于正常运行状态；

上标NO表示正常运行状态，为在正常运行状态下支路ij上靠近节点i开关的状态，表示开关闭合，表示开关打开，为在正常运行状态下支路ij上靠近节点j开关的状态，表示开关闭合，表示开关打开；

为在支路xy发生故障时支路ij上靠近节点i断路器的状态，表示断路器闭合，表示断路器打开，为在支路xy发生故障时支路ij上靠近节点j断路器的状态，表示断路器闭合，表示断路器打开，为在正常运行状态下支路ij上靠近节点i断路器的状态，表示断路器闭合，表示断路器打开，为在正常运行状态下支路ij上靠近节点j断路器的状态，表示断路器闭合，表示断路器打开；

为在支路xy发生故障时节点i的故障影响标志，表示支路xy发生故障时节点i受故障影响，表示支路xy发生故障时节点i不受故障影响；

2-2-5)开关动作约束，如式(21)-(31)所示：

其中，上标PF表示开关动作阶段，为在支路xy发生故障后在开关动作阶段支路ij的维修影响标志，表示支路xy发生故障后在开关动作阶段支路ij受故障支路维修影响而处于断电状态，表示支路xy发生故障后在开关动作阶段支路ij不受故障支路维修影响而处于正常运行状态，F_i^xy,PF为在支路xy发生故障后在开关动作阶段节点i的维修影响标志，F_i^xy,PF＝0表示支路xy发生故障后节点i受故障支路维修影响而处于断电状态，F_i^xy,PF＝1表示支路xy发生故障后节点i不受故障支路维修影响而处于正常运行状态；

在支路xy发生故障后完成开关动作后节点i的供电标志，表示支路xy发生故障后完成开关动作后节点i正常供电，表示支路xy发生故障后完成开关动作后节点i处于断电状态；

2-2-6)可靠性指标计算约束，如式(32)-(37)所示：

其中，CID_i表示i节点的用户中断持续时间，λ_xy表示支路xy的年故障率，表示支路xy的故障开关动作中断时间，表示支路xy的故障修复中断时间，CIF_i表示i节点的用户中断频率，NC_i为给定的i节点的用户数量，SAIFI为系统年平均中断持续时间指数，ASAI为系统平均供电指数，EENS为期望失负荷能量，B为所有负荷水平的集合，Δ_h为负荷水平h的年持续小时数，μ_h≤1为负荷水平h的峰值负荷比，L_i表示i节点的峰值负荷；

3)根据目标函数(1)和约束条件(2)-(37)，求解该优化模型，得到的CID_i、CIF_i、SAIDI、SAIFI、ASAI、EENS即为所求的可靠性评估指标。