[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

说明书

本发明提出了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，属于电力系统规划与评估技术领域。该方法首先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，然后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，通过求解该模型，直接得到可靠性指标的值。该方法考虑了配电网中常见的两种故障：变压器故障和线路故障，并考虑了故障后网络重构对可靠性指标的影响。该方法避免了传统配电网可靠性评估中的大量抽样计算，且可以考虑故障后网络重构对部分受故障影响负荷的恢复，计算效率高且精确。

技术领域

本发明属于电力系统规划与评估技术领域，特别涉及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。

背景技术

在电力领域，可靠性是指电力系统持续满足终端用户电力需求数量和质量的能力。配电网可靠性主要包括以下几个指标：用户中断频率(customer interruptionfrequency(CIF))、用户中断持续时间(customer interruption duration(CID))、系统年平均中断频率指数(system average interruption frequency index(SAIFI))、系统年平均中断持续时间指数(system average interruption duration index(SAIDI))和期望失负荷能量(expected energy not supplied(EENS))。依据现行的国家标准《DL/T 1563-2016中压配电网可靠性评估导则》，上述可靠性指标是评估配电网可靠性的必需指标。

在目前应用的配电网可靠性评估方法中，这些可靠性指标通常采用基于仿真的方法计算，即随机生产模拟。该计算方法首先根据设备故障和故障率生成众多的蒙特卡罗样本，计算该样本中配电网供电情况，并对其进行存储、统计；最终由统计结果计算出可靠性指标。这种方法耗时较长，需要较大的存储空间；且无法考虑故障后负荷恢复操作，可能导致可靠性指标被低估。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出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。该方法通过构建基于混合整数线性规划的配电网可靠性评估优化模型，不通过抽样计算可靠性指标，而直接通过求解该模型得到可靠性指标，提升配电网可靠性评估效率。

本发明提出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：