CN112242701B - 一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法及系统，基于配电网节点负荷特性构建节点负荷需求模型；利用动态关系建立基于DG和时变负荷的配电网多故障抢修与恢复优化模型，将故障抢修过程划分为故障抢修前期和故障抢修后期；计算故障抢修前期和故障抢修后期，分别得到各个故障的复电时长和抢修时长；结合复电时长与负荷需求模型构建修复价值模型，得到故障抢修前期抢修任务分配方案；根据电网结构和负荷需求模型计算得到配电网网损值，利用网损值与抢修时长构建网损价值模型，得到故障抢修后期抢修任务分配方案。本发明基于两种价值模型确立的配电网故障抢修顺序，无需通过迭代算法求解得到，因此不会形成NP问题，降低了求解复杂度。

Description

一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法及系统

技术领域

本发明涉及配电网故障抢修与供电恢复策略和配电网重构的技术领域，尤其涉及一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法及系统。

背景技术

电力系统作为国家经济系统的先行行业，对电力需求愈来愈广，而配电网作为电力网络的重要环节，承担着为工业、商业和家庭等用户输送电能的作用，直接影响到对用户的供电质量，停电不仅对社会各行各业造成的经济损失巨大，还给人民生活带来不便，造成社会秩序混乱，甚至引起国防安全和社会动荡等严重后果。据统计，停电事故中80％以上是由配电网故障引起的。配电系统发生故障时，可以打开配电系统中的某些分段开关隔离故障，同时合上某些联络开关把故障线路上的部分或全部负荷转移到其他线路上去，从而达到快速隔离故障和恢复供电的目的，以提高供电可靠性。因此如何快速、准确地恢复对用户的供电，减少停电时间，缩小故障影响范围，降低停电带来的损失，提高配电网的供电可靠性意义重大。

配电网发生的故障有单一故障、发展型故障、多重故障和连锁故障等类型，每种故障造成的后果及修复策略各不相同。对于多重故障来说，所有故障都不可能在同一时间抢修完毕，但都要求尽快修复完并及时恢复供电以提高配电网供电可靠性，减少用户的不满意度。因此在故障抢修之前就要分析影响抢修策略和抢修效率的因素，如负荷类型、故障地理车程、负荷等级、日负荷需求和失电负荷恢复量等，这些复杂的情况导致了仅凭人为经验难以制定出合理的抢修策略。而在抢修过程中，若电网中的分布式电源出力不足、储能系统容量有限以及突发新故障等会使电网结构发生变化，已经制定的抢修策略就必须进行动态规划或调整。

配电网的故障修复研究既涉及到线路、设备等的故障抢修，又涉及到失电负荷的供电恢复，并且在故障修复的过程中，故障抢修和恢复供电二者既是独立的过程，又是相互协调逐级交替的过程。因此，每阶段的抢修策略和恢复策略也是相互影响，即是一个动态抢修与重构的过程。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法及系统，能够制定高效科学的故障抢修策略并降低电力系统网损。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，基于配电网节点负荷特性构建节点负荷需求模型；利用动态关系建立基于DG和时变负荷的配电网多故障抢修与恢复优化模型，将故障抢修过程划分为故障抢修前期和故障抢修后期；计算所述故障抢修前期和所述故障抢修后期，分别得到各个故障的复电时长和抢修时长；结合所述复电时长与所述负荷需求模型构建修复价值模型，得到所述故障抢修前期抢修任务分配方案；根据电网结构和所述负荷需求模型计算得到配电网网损值，利用所述网损值与所述抢修时长构建网损价值模型，得到所述故障抢修后期抢修任务分配方案。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：所述负荷需求模型包括，

其中，l：负荷类型，1：商业，2：居民，3：工业；P_N(k)：节点k处的额定负荷功率，r(k,l)：节点k处第l种负荷占额定负荷功率的比例系数，m(l,T)：第l种负荷在时刻T的比例系数；由此确定整个配网节点k在T时的负荷需求。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：所述动态关系是故障抢修、供电恢复和网架优化之间的关系。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：所述故障抢修前期包括，所述故障抢修与所述供电恢复的阶段；所述故障抢修后期包括，所述故障抢修与所述网架优化的阶段。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：计算所述复电时长包括，

其中，T_ie＝T₀+t_∑+t_ie：下游负荷恢复供电时刻，

上游故障F_i ^上抢修完成时刻。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：计算所述抢修时长包括，

t_icm＝t_ic+t_imix，i＝1,2,3...n

T_icm＝T₀+t_∑+t_icm

其中，t_icm：F_i的抢修时长，t_∑：前期已修复完故障的累计抢修时长，t_ic：车程时间，t_imix：维修时长，n：总故障数，T_icm：F_i抢修完成时刻，T₀：故障发生时刻。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：构建所述修复价值模型包括，以修复故障F_i后能恢复供电的负荷量与故障复电时长t_ie的最大比值为目标构建所述修复价值模型，如下，

其中，W_i：F_i的修复价值，用来衡量抢修F_i的价值，w_k：节点k的负荷等级权重，y_k：表征节点k带电状态，y＝1：恢复供电，y＝0：未恢复供电，R：配电网中由所有故障造成的所有失电节点的集合，R_DG：由DG供电的所有节点的集合，若配电网中未接入DG，则R_DG＝0。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：构建所述网损价值模型包括，在抢修所述故障F_i前，利用前推回代策略重构计算F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损P_lossq(i,T_icm)，得到最小网损P_lossh(i,T_icm)；以两次网损差与F_i的抢修时长t_icm的最大比值为目标建立所述网损价值模型，如下，

maxW_loss(i)＝(P_lossq(i,T_icm)-P_lossh(i,T_icm))/t_icm

其中，W_loss(i)：F_i的网损价值，用来衡量抢修F_i的价值，P_lossq(i,T_icm)：F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损，P_lossh(i,T_icm)：F_i所在支路合闸供电后重构计算得到的最小网损。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的一种优选方案，其中：所述重构计算还包括，所述重构计算以网损最小为目标函数，如下，

其中，D_l：配电网内连通网络的支路集合，P_j,t、Q_j,t分别表示支路j末端在t时段的有功功率和无功功率，R_j：支路j的电阻，U_j,t：支路j末端节点在t时段的电压幅值。

作为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配系统的一种优选方案，其中：包括，信息采集模块，用于采集所述配电网节点负荷特性及各项功能数据信息；数据处理中心模块，用于接收、计算、存储、输出待处理的数据信息，其包括运算单元、数据库和输入输出管理单元，所述运算单元与所述采集模块相连接，用于接收所述采集模块获取的数据信息以进行运算处理，计算所述复电时长、所述抢修时长、所述所述修复价值及所述网损值，所述数据库连接于各个模块，用于存储接收的所有数据信息，为所述数据处理中心模块提供调配供应服务，所述输入输出管理单元用于接收各个模块的信息并输出所述运算单元的运算结果；分配模块连接于所述数据处理中心模块，其用于读取所述运算单元的运算结果，分配运行线路信息以调配电网支路网损消耗最小运行方案。

本发明的有益效果：本发明中的修复价值模型结合了负荷量和时间，通过抢修与复电的循环交替，在故障抢修前期能够使更多负荷更快恢复供电，网损价值模型结合了网损和时间，抢修与网架优化循环交替，在故障抢修后期能够减少配电网以不合理结构运行的时间，更大程度降低网损，两种价值模型是一种综合优化结果，克服了只考虑单一因素造成的网损大、重要负荷停电时间长等缺点；基于两种价值模型确立的配电网故障抢修顺序，无需通过迭代算法求解得到，因此不会形成NP问题，降低了求解复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的流程示意图；

图2为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的分配算法流程示意图；

图3为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的PG&E69节点系统每个节点三类负荷占比示意图；

图4为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的PG&E69节点系统每个节点一日内每小时三类负荷需求比例示意图；

图5为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的风光DG实际出力曲线示意图；

图6为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的各故障点的抢修时长和车程示意图；

图7为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的配电网拓扑结构示意图；

图8为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的抢修甘特示意图；

图9为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的对比情景1的抢修甘特示意图；

图10为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法的对比情景2的抢修甘特示意图；

图11为本发明所述的一种基于配电网多故障抢修任务的分配系统的模块结构分布示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

配电网存在多个故障时，需要及时修复故障，当某个故障修复完成后，需要将故障所在支路合闸，从而恢复下游负荷供电，当所有负荷恢复供电但还有故障未修复时，在每个故障修复后，调整网架运行结构降低电网运行网损。

参照图1、图3～图10，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法，包括：

S1：基于配电网节点负荷特性构建节点负荷需求模型。其中需要说明的是，负荷需求模型包括：

其中，l：负荷类型，1：商业，2：居民，3：工业；P_N(k)：节点k处的额定负荷功率，r(k,l)：节点k处第l种负荷占额定负荷功率的比例系数，m(l,T)：第l种负荷在时刻T的比例系数；

由此确定整个配网节点k在T时的负荷需求。

S2：利用动态关系建立基于DG和时变负荷的配电网多故障抢修与恢复优化模型，将故障抢修过程划分为故障抢修前期和故障抢修后期。本步骤需要说明的是：

动态关系是故障抢修、供电恢复和网架优化之间的关系；

故障抢修前期包括，故障抢修与供电恢复的阶段；

故障抢修后期包括，故障抢修与网架优化的阶段。

S3：计算故障抢修前期和故障抢修后期，分别得到各个故障的复电时长和抢修时长。其中还需要说明的是，计算复电时长包括：

在故障抢修前期，根据电网结构和故障信息得到各个故障的复电时长，如下，

其中，T_ie＝T₀+t_∑+t_ie：下游负荷恢复供电时刻，

上游故障F_i ^上抢修完成时刻。

进一步的，计算抢修时长包括：

在故障抢修后期，根据故障信息得到各个故障的抢修时长，如下，

t_icm＝t_ic+t_imix，i＝1,2,3...n

T_icm＝T₀+t_∑+t_icm

其中，t_icm：F_i的抢修时长，t_∑：前期已修复完故障的累计抢修时长，t_ic：车程时间，t_imix：维修时长，n：总故障数，T_icm：F_i抢修完成时刻，T₀：故障发生时刻。

S4：结合复电时长与负荷需求模型构建修复价值模型，得到故障抢修前期抢修任务分配方案。本步骤还需要说明的是，构建修复价值模型包括：

以修复故障F_i后能恢复供电的负荷量与故障复电时长t_ie的最大比值为目标构建修复价值模型，如下，

其中，W_i：F_i的修复价值，用来衡量抢修F_i的价值，w_k：节点k的负荷等级权重，y_k：表征节点k带电状态，y＝1：恢复供电，y＝0：未恢复供电，R：配电网中由所有故障造成的所有失电节点的集合，R_DG：由DG供电的所有节点的集合，若配电网中未接入DG，则R_DG＝0。

S5：根据电网结构和负荷需求模型计算得到配电网网损值，利用网损值与抢修时长构建网损价值模型，得到故障抢修后期抢修任务分配方案。其中还需要说明的是，构建网损价值模型包括：

在抢修故障F_i前，利用前推回代策略重构计算F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损P_lossq(i,T_icm)，得到最小网损P_lossh(i,T_icm)；

以两次网损差与F_i的抢修时长t_icm的最大比值为目标建立网损价值模型，如下，

maxW_loss(i)＝(P_lossq(i,T_icm)-P_lossh(i,T_icm))/t_icm

其中，W_loss(i)：F_i的网损价值，用来衡量抢修F_i的价值，P_lossq(i,T_icm)：F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损，P_lossh(i,T_icm)：F_i所在支路合闸供电后重构计算得到的最小网损。

具体的，重构计算以网损最小为目标函数，如下：

其中，D_l：配电网内连通网络的支路集合，P_j,t、Q_j,t分别表示支路j末端在t时段的有功功率和无功功率，R_j：支路j的电阻，U_j,t：支路j末端节点在t时段的电压幅值。

再进一步的是，重构计算时设置电网运行约束条件，包括：

辐射状运行约束、节点电压约束、支路容量约束、孤岛内功率约束，如下，

其中，g：当前配电网运行结构，G：配电网所有辐射状结构的集合，

和

分别为节点k电压波动的下限和上限，S_kk'max：支路kk传输容量的上限，D：孤岛内节点集合，n：孤岛内的节点个数，P_eq,t：光储系统在时段t的联合总出力值，L_i,t：孤岛内节点i在时段t的负荷大小。

优选的是，为了更好地理解本发明方法的应用实现，本实施例结合图2～图10做以示意说明，参照图7，基准电压12.66KV，F1-F10是10个故障点，编号0是电源，1-69是负荷节点，70-74是联络开关；一级失电负荷节点编号为：10-11、16-17、48、54，二级失电负荷节点编号为：12-15、18-26、33、40-44、49、55-62、68，三级失电负荷节点编号为：34-35、45-46、50、63-67、69，三个等级负荷权重比为100：10：1；在节点45处添加额定容量1000Kw的风力DG，在节点19、56、63添加相同参数的额定容量250Kw的光伏DG，风光实际出力参照图5，各故障点的抢修时长和车程参照图6，并定义上午8:00配电网随机发生10处故障且均已隔离，如图7中的F1-F10，有三个抢修小队(M1-M3)。

(1)参照图3和图4分析配电网节点负荷特性，构建节点负荷需求模型；

(2)参照图6，将到达故障点的车程时间及其维修时长之和定义为故障的抢修时长；

具体的，多个抢修小队抢修时有以下情况：

在抢修上游故障F_i的时间t_icm内，无小队抢修下游故障；

在抢修上游故障F_i ^上的时间

内，有小队抢修下游故障F_i，但晚于F_i ^上修复完成；

抢修下游故障F_i但早于上游故障F_i ^上修复完成。

(3)将开始抢修F_i到其下游负荷恢复供电的时间段定义为复电时长t_ie，其中，F_i的下游负荷恢复供电时刻T_ie是上游故障F_i ^上抢修完成时刻

即

(4)基于负荷需求模型和复电时长构建修复价值模型；

参照图8，修复价值最大的三个抢修任务分别为F1、F8和F2，分别分配给三个抢修小队，当F2修复后，DG1和DG2合并成大孤岛，增加了供电恢复范围，在此配网结构下根据修复价值将F5分配给M3，当F1、F8和F5修复后，在主网和DG供电下，所有失电负荷恢复供电，而F10的下游负荷还未接入大电网，因此将F10分配M1。

(5)根据电网结构和负荷需求模型得到电网运行网损值，基于电网运行网损值和抢修时长构造网损价值模型；

参照图8，图中每个方块长度表示对应故障的抢修时长，当F10被分配后，所有失电负荷在F10修复后接入大电网，此时进入故障抢修后期，根据网损价值模型分配抢修任务，网损价值最大的两个抢修任务是F9和F6，分别分配给M2和M3，在F9修复完并进行网架优化后，重新计算剩余故障的网损价值并分配抢修任务，以此类推直到所有抢修任务分配完。

(6)将现有的根据负荷量分配抢修任务方法(对比方法1)和社会缺电期望量分配抢修任务方法(对比方法2)与本发明方法进行对比测试；

对比方法1：

故障抢修前期，以修复F_i后恢复供电的负荷量最大为目标：

故障抢修后期，以抢修总时长最短为目标：

minT＝max{T₁,T₂,…,T_m}

其中，T_m为抢修小队m完成所分配的最后一个抢修任务的时刻。

对比方法2：

故障抢修前期，以EENS最小为目标：

其中，(t_∑+t_ie)为F_i的下游负荷停电时长；

故障抢修后期，以抢修总时长最短为目标：

minT＝max{T₁,T₂,…,T_m}

其中，T_m为抢修小队m完成所分配的最后一个抢修任务的时刻。

对比结果如下：

表1：三种方法对比结果数据表。

参照表1，本方明方法和对比方法2的抢修前期任务分配结果相同，因此总失电负荷量相同，由于本发明方法中F4晚于F7抢修，导致总的抢修时间比对比方法2多0.7h，因此总网损稍大，但是仍小于对比方法1中的总网损，对比方法1中，在故障抢修前期，F6的t_icm较长导致总失电负荷量偏大，在故障抢修后期，F9延后抢修导致网损偏大。

(7)为了更好地验证本发明方法的适用性，本实施例分别对两种对比方法与本发明方法在两种不同情景下进行对比测试；

情景一、配网中无DG且不考虑联络开关的存在，参照图9，为本发明方法得到的抢修甘特图；

表2：三种方法结果对比表。

参照表2，对比方法1的抢修时间最短，但由于只考虑能恢复供电的负荷量，一些t_icm较长的故障优先抢修(如F9)，t_icm较短的下游故障延后抢修(如F10)，导致一部分大负荷停电时间延长，因此总失电负荷量最大；计算三种方法的EENS值，尽管对比方法2的EENS值最小，但总失电负荷量不是最小，是由于一些失电负荷量不大但t_icm较长的故障(如F6)优先抢修延长了停电时间。

情景二、配网中无DG但考虑联络开关的存在，参照图10，为本发明方法得到的抢修甘特图；

表3：三种方法结果对比表。

参照表3，本发明方法由于优先抢修下游故障(F2和F10)，在上游故障(F1和F8)修复后可以恢复更多的失电负荷，因此在抢修前期的总失电负荷量较小，尽管F4的t_icm较长导致所有故障修复完用时最长，但网损最小；对比方法1中，由于F6的t_icm较长以及负荷时变性，导致下游负荷停电时间延长，因此总失电负荷量增大，在抢修后期，F1和F9延后抢修导致网损增大；对比方法2在抢修后期，延后抢修F6导致总网损增大。

综上所述，对比方法1在抢修前期只根据负荷量分配任务会延长部分负荷停电时间，抢修后期只根据总抢修时间最小分配任务会延长电网以不合理结构运行的时间，增大网损；对比方法2在抢修前期考虑了停电时间，总失电负荷量比对比方法1少，但抢修后期也会出现由于电网结构不优导致网损增大的情况；结合抢修用时、总失电负荷量和抢修后期的总网损情况，本发明方法具有一定的优势，能更快恢复供电、更大程度降低网损。

实施例2

再进一步的是，参照图2，本实施例还提供了一种实现配电网多故障抢修任务的分配算法，包括：

输入基础数据(配网结构、故障、负荷、DG、抢修小队、参数)，确定各阶段的目标函数和约束条件；

划分孤岛并实时更新孤岛范围和配网结构；

计算所有故障的修复价值并排序，结合任务分配规则分配抢修任务；

故障修复后合闸供电，更新配网结构；

计算剩余所有故障的修复价值，根据抢修进度和任务分配规则分配抢修任务；

判断所有负荷是否接入大电网，若为否，则重新计算所有故障的修复价值并分配抢修任务，直至所有负荷接入大电网；

若是，则直接计算剩余所有故障的网损价值，结合抢修进度分配抢修任务；

故障修复后合闸供电，根据重构结果断开相应支路并更新配网结构；

校验所有故障修复是否结束，若为否，则重新计算剩余所有故障的网损价值并分配抢修任务；

若是，则开始重构计算调整网络拓扑并输出结果。

实施例3

参照图11，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于上述实施例的是，提供了一种基于配电网多故障抢修任务的分配系统，包括：

信息采集模块100，用于采集配电网节点负荷特性及各项功能数据信息；信息采集是对信息的收集和处理，能够在最短的时间内抽取大量所需的数据信息进行分类和统一，提高信息及时性并减少工作量，其包括了可靠性原则、完整性原则、实时性原则、准确性原则、易用性原则、计划性原则及预见性原则。

数据处理中心模块200，用于接收、计算、存储、输出待处理的数据信息，其包括运算单元201、数据库202和输入输出管理单元203，运算单元201与采集模块100相连接，用于接收采集模块100获取的数据信息以进行运算处理，计算复电时长、抢修时长、修复价值及网损值，数据库202连接于各个模块，用于存储接收的所有数据信息，为数据处理中心模块200提供调配供应服务，输入输出管理单元203用于接收各个模块的信息并输出运算单元201的运算结果。

分配模块300连接于数据处理中心模块200，其用于读取运算单元201的运算结果，分配运行线路信息以调配电网支路网损消耗最小运行方案。

需要说明的是，数据处理中心模块200主要分为三个层次，包括控制层、运算层及存储层，控制层是数据处理中心模块200的指挥控制中心，由指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制器OC组成，控制层能够根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码器分析确定，通知操作控制器OC进行操作，按照确定的时序向相应的部件发出微操作控制信号；运算层是数据处理中心模块200的核心，能够执行算术运算(如加减乘除及其附加运算)和逻辑运算(如移位、逻辑测试或两个值比较)，其连接于控制层，通过接受控制层的控制信号进行运算操作；存储层是数据处理中心模块200的数据库，能够存放数据(待处理及已经处理过的数据)。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于配电网多故障抢修任务的分配方法，其特征在于：包括，

基于配电网节点负荷特性构建节点负荷需求模型；

利用动态关系建立基于DG和时变负荷的配电网多故障抢修与恢复优化模型，将故障抢修过程划分为故障抢修前期和故障抢修后期；

计算所述故障抢修前期和所述故障抢修后期，分别得到各个故障的复电时长和抢修时长；

结合所述复电时长与所述负荷需求模型构建修复价值模型，得到所述故障抢修前期抢修任务分配方案；

根据电网结构和所述负荷需求模型计算得到配电网网损值，利用所述网损值与所述抢修时长构建网损价值模型，得到所述故障抢修后期抢修任务分配方案；所述负荷需求模型包括，

其中，l：负荷类型，1：商业，2：居民，3：工业；P_N(k)：节点k处的额定负荷功率，r(k,l)：节点k处第l种负荷占额定负荷功率的比例系数，m(l,T)：第l种负荷在时刻T的比例系数；

由此确定整个配网节点k在T时的负荷需求；

所述动态关系是故障抢修、供电恢复和网架优化之间的关系；

所述故障抢修前期包括，所述故障抢修与所述供电恢复的阶段；所述故障抢修后期包括，所述故障抢修与所述网架优化的阶段；

计算所述复电时长包括，

其中，T_ie＝T₀+t_∑+t_ie：下游负荷恢复供电时刻，

上游故障F_i ^上抢修完成时刻；

计算所述抢修时长包括，

t_icm＝t_ic+t_imix，i＝1,2,3...n

T_icm＝T₀+t_∑+t_icm

其中，t_icm：F_i的抢修时长，t_∑：前期已修复完故障的累计抢修时长，t_ic：车程时间，t_imix：维修时长，n：总故障数，T_icm：F_i抢修完成时刻，T₀：故障发生时刻；

构建所述修复价值模型包括，

以修复故障F_i后能恢复供电的负荷量与故障复电时长t_ie的最大比值为目标构建所述修复价值模型，如下，

其中，W_i：F_i的修复价值，用来衡量抢修F_i的价值，w_k：节点k的负荷等级权重，y_k：表征节点k带电状态，y＝1：恢复供电，y＝0：未恢复供电，R：配电网中由所有故障造成的所有失电节点的集合，R_DG：由DG供电的所有节点的集合，若配电网中未接入DG，则R_DG＝0；

构建所述网损价值模型包括，

在抢修所述故障F_i前，利用前推回代策略重构计算F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损P_lossq(i,T_icm)，得到最小网损P_lossh(i,T_icm)；

以两次网损差与F_i的抢修时长t_icm的最大比值为目标建立所述网损价值模型，如下，

maxW_loss(i)＝(P_lossq(i,T_icm)-P_lossh(i,T_icm))/t_icm

其中，W_loss(i)：F_i的网损价值，用来衡量抢修F_i的价值，P_lossq(i,T_icm)：F_i所在支路在T_icm时合闸供电前的网损，P_lossh(i,T_icm)：F_i所在支路合闸供电后重构计算得到的最小网损。

2.根据权利要求1所述的基于配电网多故障抢修任务的分配方法，其特征在于：所述重构计算还包括，

所述重构计算以网损最小为目标函数，如下，

其中，D_l：配电网内连通网络的支路集合，P_j,t、Q_j,t分别表示支路j末端在t时段的有功功率和无功功率，R_j：支路j的电阻，U_j,t：支路j末端节点在t时段的电压幅值。

3.一种应用于如权利要求1或2所述的基于配电网多故障抢修任务的分配方法的系统，其特征在于：包括，

信息采集模块(100)，用于采集所述配电网节点负荷特性及各项功能数据信息；

数据处理中心模块(200)，用于接收、计算、存储、输出待处理的数据信息，其包括运算单元(201)、数据库(202)和输入输出管理单元(203)，所述运算单元(201)与所述采集模块(100)相连接，用于接收所述采集模块(100)获取的数据信息以进行运算处理，计算所述复电时长、所述抢修时长、所述修复价值及所述网损值，所述数据库(202)连接于各个模块，用于存储接收的所有数据信息，为所述数据处理中心模块(200)提供调配供应服务，所述输入输出管理单元(203)用于接收各个模块的信息并输出所述运算单元(201)的运算结果；

分配模块(300)连接于所述数据处理中心模块(200)，其用于读取所述运算单元(201)的运算结果，分配运行线路信息以调配电网支路网损消耗最小运行方案。

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