1.一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于所述方法的具体步骤如下:S1、根据故障点与应急中心之间的地理距离将故障点分配给距离最近的应急中心,具体表达式为:式中,σ表示应急中心;m表示故障点;d(σ,m)表示应急中心σ与故障点m之间的地理距离;Sσ,m是二元变量,故障点m分配给应急中心σ时Sσ,m=1,否则等于0;
S2、建立配电网多故障抢修与供电恢复双层协同优化模型,建立配电网多故障抢修与供电恢复双层协同优化模型的具体步骤如下:S2‑1、下层模型为基于三点估计法的抢修小队最优路径模型,以道路行驶时间最短为目标优化抢修小队在交通路网中的行驶路径,具体表达式为:式中,cσ表示预置在应急中心σ中的抢修小队;tE,k为交通路网拓扑图中第k条边的边权;
Routecσ表示抢修小队cσ的行驶路径;
S2‑2、下层模型的约束条件包括抢修路径约束、抢修能力约束和抢修资源约束;
S2‑3、上层模型考虑负荷恢复价值、抢修不及时引起的失电负荷损失和可转移负荷调度成本,以配电网经济效益最大为目标优化供电恢复方案,具体表达式为:式中,t表示时段;i表示负荷节点; 表示节点i的负荷权重;ρi,t表示t时段节点i的负D荷连接状态;P i,t表示t时段节点i的有功功率;fm,t为二元变量,表示故障点m在t时段是否完成抢修;Dm表示由故障点m引起的失电负荷节点集合;tres,m表示故障点m抢修完成的时段;
C表示三级可转移负荷集合;Ttrans‑和Ttrans+分别为可接受转移区间的开始和结束时段;ci表示单位可转移负荷调度成本; 和 分别为t时段节点i调度前、后的可转移负荷量;
目标函数中α1=1,α2=α3=0.1;
S2‑4、上层模型的约束条件包括可转移负荷约束、辐射状拓扑约束、分布式电源出力约束、线路功率约束、潮流平衡约束、线路及负荷状态约束、故障点抢修时间约束、抢修工作与系统运行耦合约束;
S2‑5、根据步骤S2‑1、S2‑2、S2‑3和S2‑4得到的目标函数和约束条件建立配电网多故障抢修与供电恢复双层协同优化模型;
S3、在建模和求解时计及时间维度,根据抢修工作的进程,滚动修正后续时段的供电恢复方案;
S4、利用商业求解器CPLEX求解得到全局最优故障抢修与供电恢复方案。
2.根据权利要求1所述的一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于:步骤S1中所述抢修任务分配过程需要满足相关状态约束和资源数量约束,具体表达式为:式中, 表示应急中心σ中的资源数量; 表示抢修故障点m所需的资源数量;Bσ,m为二元变量,如果应急中心σ中的抢修小队有能力抢修故障点m则Bσ,m=1,否则等于0。
3.根据权利要求1所述的一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于:在步骤S2‑1中,基于该过程与抢修小队在交通网络中行驶过程的相似性,将三点估计法用于极端灾害下交通网络状态评估,最终得到抢修小队在各交通枢纽之间的行驶时间期望,行驶时间期望的具体表达式为:式中,tA表示乐观估计时间;tB表示悲观估计时间;tM表示最可能估计时间。
4.根据权利要求1所述的一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于:在步骤S2‑2中,所述抢修路径约束的具体表达式为:式中,N表示交通网络拓扑图中节点的集合; 为二元变量,当抢修小队cσ由节点m移动到节点n时 否则等于0;Nσ是应急中心σ中的抢修小队负责抢修的故障点集合;0和dp分别表示抢修小队的起始节点和返回节点;
所述抢修能力约束的具体表达式为:
σ
式中, 为二元变量,如果抢修小队cσ经过故障点m则 否则等于0;Uc为抢修小队cσ没有能力抢修的故障点的集合;
所述抢修资源约束的具体表达式为:
式中, 为分配给抢修小队cσ的资源数量; 为抢修故障点m所需的资源数量;
表示抢修小队cσ的资源容量。
5.根据权利要求1所述的一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于,在步骤S2‑4中,所述可转移负荷约束的具体表达式为:式中,[Ttrans‑,Ttrans+]表示可接受的转移区间,t时段三级可转移负荷节点转移负荷量小于等于该时段可转移负荷量最大值,并保证转移前后节点所需电能不变;所述辐射状拓扑约束的具体表达式为:式中,l表示连接节点i和j的配电线路; 是二元变量,表示线路l的连接状态;K(i,.)表示以节点i作为起始节点的线路集合;K(.,i)表示以节点i作为汇聚节点的线路集合;Fl,t为连续变量,表示线路l上的虚拟有功功率流动;Di,t表示非根节点的虚拟需求,一般情况下设为1;
所述分布式电源出力约束的具体表达式为:
式中, 表示t时段节点i处分布式电源产生的有功功率; 表示节点i处分布式电源有功出力上限; 为二元变量,表示t时段节点i处分布式电源的连接状态; 表示t时段节点i处分布式电源产生的无功功率; 表示节点i处分布式电源无功出力上限;
所述线路功率约束的具体表达式为:
式中,Pl,t表示t时段线路l上的有功功率流动;Ql,t表示t时段线路l上的无功功率流动;
max
Pl 表示线路l上允许流过的有功功率最大值; 表示线路l上允许流过的无功功率最大值;
所述潮流平衡约束的具体表达式为:
式中,Vi,t表示t时段节点i处的电压;Rl表示线路l的电阻;Xl表示线路l的电抗;V1表示参考电压;ε表示电压浮动范围;
所述线路及负荷状态约束的具体表达式为:
式中,SW表示带有开关的线路集合;NL表示故障线路集合;
所述故障点抢修时间约束的具体表达式为:
式中, 为抢修小队cσ到达故障点m的时间; 为抢修小队cσ对故障点m的预期抢修时间;tE(m,n)为节点m和节点n之间的行驶时间期望;
所述抢修工作与系统运行耦合约束的具体表达式为:
式中,zm,t是二元变量,表示故障点m在t时段的状态;NLσ表示应急中心σ中抢修小队负责抢修的故障线路集合。
6.根据权利要求1所述的一种配电网多故障抢修与供电恢复滚动协同优化方法,其特征在于:在步骤S3中,根据抢修工作的进程,滚动修正后续时段的供电恢复方案的具体步骤如下:S3‑1、将预期停电时间T0以1h为步长划分为Δt1‑Δtn;
S3‑2、在Δt1的开始时刻进行抢修任务分配并建立双层优化模型,根据初始故障信息进行最优抢修路径和供电恢复方案决策;
S3‑3、在每一时段的开始时刻更新故障信息,即判断在上一时段内有无故障点完成抢修,如果没有就保持原有恢复方案,如果有新的故障点完成抢修就更新后续时段的恢复方案;
S3‑4、重复执行步骤S3‑3,直至配电系统恢复至正常运行状态。