[发明专利]一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法及系统

说明书

本发明提供的交直流混合配电网的灾后优化恢复方法及系统，包括：根据目标交直流混合配电网中每个电源连接到每个关键负荷的路径，生成灾后负荷恢复拓扑图；建立灾后负荷恢复模型；结合所述灾后负荷恢复拓扑图，对所述灾后负荷恢复模型进行求解，确定灾后优化恢复策略。本发明提供了灾后优化恢复方法及系统，包含灾后拓扑图生成步骤、优化模型建立步骤以及模型求解步骤，该灾后拓扑图的构建过程充分发挥了直流线路互联方便的优势，实现了电源与负荷的最大化相连；模型求解步骤中采用二阶锥方法进行求解，能够提高求解精度以及求解速度。上述恢复方法相较于传统交流配电网，可以实现资源的最大化利用，恢复更多的关键负荷，减少大量的经济损失。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法及系统。

背景技术

在近些年来，极端自然灾害的发生概率和所造成的停电事故造成的经济损失急剧增长，长时间、大面积停电事故对经济、社会及能源安全造成了诸多不利影响。尤其对于配电网中的生命线负荷，例如医疗、供水、交通、通信等，这些关键负荷的失电将危及人民基本生存和生活保障及社会稳定。因此提高配电网应对极端灾害的能力，保证关键负荷灾后供电具有重大意义。

恢复力(Resilience)可用来评估电力系统预防和适应极端灾害事件，以承受这些扰动并迅速恢复的能力。相关研究表明，灾前的基础设施强化、配网中分布式电源、储能的配置、人员和物资的调配以及灾后基于分布式电源自下而上的供电恢复策略都能够提升电力系统的恢复力，在极端灾害事件导致大面积停电时能有效缩短生命线负荷的停电时间。其中，灾后的供电恢复策略是直接决定生命线等关键负荷恢复供电速度、范围与持续时间的重要环节。

传统的供电恢复策略研究主要是针对常规故障场景(通常为单点故障)，通过网络重构将断电区域负荷转移到相邻馈线实现供电恢复。而近年来所提出的含分布式电源和储能的供电恢复策略也仅是在原有优化模型下补充分布式电源的能力与约束，均无法直接用于极端灾害事件造成大规模拓扑与负荷损失场景下的快速恢复。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法及系统。

本发明提供一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法，包括：根据目标交直流混合配电网中每个电源连接到每个关键负荷的路径，生成灾后负荷恢复拓扑图；建立灾后负荷恢复模型；结合所述灾后负荷恢复拓扑图，对所述灾后负荷恢复模型进行求解，确定灾后优化恢复策略。

根据本发明提供的一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法，所述根据目标交直流混合配电网中每个电源连接到每个关键负荷的路径，生成灾后负荷恢复拓扑图，包括：构建电源节点矩阵，并构建直流线路节点矩阵；将电源节点矩阵和直流线路节点矩阵，结合所述目标交直流混合配电网的配电网图论模型，构建电源与直流线路模型；基于深度优先搜索算法，从所述电源与直流线路模型中确定每个电源连接到直流线路的最优路径，以构建电源与直流线路拓扑图；利用每个电源连接到直流线路的最优路径、所述电源节点矩阵和所述直流线路节点矩阵，构建电源连接路径拓扑图；确定所述电源连接路径拓扑图相关的节点矩阵，并结合所述目标交直流混合配电网的配电网图论模型，构建负荷与直流线路模型；所述节点矩阵包括所述关键负荷初始拓扑图中所有的直流线路、连接路径和电源的节点；基于深度优先搜索算法，从所述负荷与直流线路模型中确定每个关键负荷连接到所述电源连接路径拓扑图的最优路径，获取所述灾后负荷恢复拓扑图。

根据本发明提供的一种交直流混合配电网的灾后优化恢复方法，在获取所述灾后负荷恢复拓扑图之后，还包括：获取无法连接到直流线路的电源和无法连接到直流线路的关键负荷；将所述无法连接到直流线路的电源和所述无法连接到直流线路的关键负荷进行直接连接的路径作为增补恢复路径；将所述增补恢复路径加入至所述灾后负荷恢复拓扑图中。