一种配电网故障的智能抢修方法

本发明涉及配电网，具体涉及一种配电网故障的智能抢修方法。

背景技术：

1、随着城市化进程的加速和电力需求的不断增长，配电网的安全稳定运行变得至关重要。然而，配电网的故障仍然时有发生，这不仅会导致电力供应中断，还可能对生活和工业生产造成严重影响。因此，需要一种高效的、智能化的配电网故障抢修方法，以快速、准确地定位和解决故障，从而最大程度地减少停电时间和维护成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种配电网故障的智能抢修方法。按照本发明的配电网故障智能抢修方法，充分利用了传感器技术和人工智能算法，实现了对配电网故障的快速、准确抢修，具有广阔的应用前景和经济效益。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种配电网故障的智能抢修方法，该方法包括：通过结合传感器技术、数据分析和人工智能算法，实现对配电网故障的快速检测、定位和修复，具体包括以下步骤：

3、(1)故障检测与定位：利用布设在配电网各个节点的传感器，实时监测电流、电压等参数，当检测到异常情况时，立即发出警报并记录相关数据；

4、(2)数据传输与处理：将传感器获取的数据传输至数据中心，通过数据分析技术对数据进行处理和分析，识别出可能的故障类型和位置；

5、(3)智能决策：基于数据分析结果，利用人工智能算法对故障进行诊断和定位，快速判断故障点，并生成最优的抢修方案；

6、(4)抢修执行：根据智能决策结果，指派抢修人员前往现场，对故障点进行修复，同时在修复过程中利用智能设备和技术提供支持；

7、(5)监测与优化：修复完成后，持续监测配电网运行情况，及时发现并解决潜在问题，不断优化抢修流程和算法。

8、优选地，在步骤(2)中，在处理处理和分析的过程中利用下式(1)所示的函数对寻优过程进行优化，

9、min g＝w1g1+w2g2+w3g3

10、其中，

11、其中，ω1、ω2、ω3分别为失电负荷、网损以及开关动作次数在目标函数中的权重值，根据故障恢复实际需求进行取值，其中，ω1＝0.6、ω2＝0.3、ω3＝0.1；n为配电网中的节点个数；b为配电网中的支路个数；xi为节点i的连通状态，当xi＝1时连通，当xi＝0则未连通；λi为节点i的负荷权重；pi为节点i所带的有功负荷；pj和qj分别为第j条支路上流入末端节点的有功和无功功率；uj为第j条支路末端节点的电压幅值；rj为支路j的电阻；d为配电网中开关；f为分段开关集合；l为联络开关集合；kd为开关的开合状态，当kd＝1时开关闭合，当kd＝0则开关断开。

12、优选地，在故障抢修过程中，抢修任务一次性最多被一个抢修小组抢修，一个抢修队伍一次性只能出现在一个故障抢修点，抢修任务分配约束满足以下函数关系：

13、

14、其中，kt为t时刻抢修队伍数；st为t时刻故障点数量；v为故障抢修矩阵，矩阵元素vmn,t为1代表t时刻故障n被分配给抢修小队m。

15、优选地，在故障抢修过程中，配电网系统提供的抢修资源是有限的，故障抢修队伍数量会对抢修任务的完成速度造成影响，抢修资源约束满足以下函数关系：

16、

17、其中，ntotal,t为t时刻可调度故障抢修队伍总数；zt为t时刻同时进行抢修作业的抢修队伍数量；ht为时刻t故障点数量。

18、优选地，在故障抢修过程中，线路维修情况会对线路上的开关设备状态造成影响。当线路未完成修复时，故障线路上的开关只能处于断开状态，当线路完成修复时开关才可处于闭合状态，开关状态约束满足以下函数关系：

19、

20、其中，sn,t为t时刻开关设备的状态，0为开关设备处于断开状态，1为开关设备处于闭合状态。

21、优选地，在故障抢修过程中，在故障存在时，保证线路处于断开状态；故障线路修复完成后线路处于正常状态，故障检修策略约束满足以下函数关系：

22、

23、

24、

25、其中，f为故障线路集合。

26、优选地，故障抢修模型以每次抢修完成后韧性恢复能力最大、抢修过程路程费用最小为目标函数，具体如下：

27、min h＝α1e(closs)+α2e(res)

28、

29、其中，a1、a2为两个指标比例系数，分别取0.3和0.7；

30、e(closs)为抢修小队期望费用，φcrew为单个抢修小队单位时间费用成本，ati为抢修小队到达第i个故障点的时刻：

31、ati＝ati-1+ri-1+tri-1，i

32、其中，ati-1+ri-1为修复前i-1个故障点的路程时间和维修时间，tri-1,i为i-1到i的路程时间。

33、通过上述技术方案，本发明相对于现有技术具有以下优点：

34、(1)快速响应：通过实时监测和智能分析，能够迅速识别故障并采取有效措施，大大缩短了抢修时间；

35、(2)准确定位：结合传感器技术和人工智能算法，能够精准地定位故障点，提高了抢修效率；

36、(3)成本节约：通过优化抢修流程和技术手段，降低了维护成本和人力资源消耗，提高了配电网的运行效益。

37、本发明提出的配电网故障智能抢修方法，充分利用了传感器技术和人工智能算法，实现了对配电网故障的快速、准确抢修，具有广阔的应用前景和经济效益。

技术特征：

1.一种配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，该方法包括：通过结合传感器技术、数据分析和人工智能算法，实现对配电网故障的快速检测、定位和修复，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，在步骤(2)中，在处理处理和分析的过程中利用下式(1)所示的函数对寻优过程进行优化，

3.根据权利要求1所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，在故障抢修过程中，抢修任务一次性最多被一个抢修小组抢修，一个抢修队伍一次性只能出现在一个故障抢修点，抢修任务分配约束满足以下函数关系：

4.根据权利要求1所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，在故障抢修过程中，配电网系统提供的抢修资源是有限的，故障抢修队伍数量会对抢修任务的完成速度造成影响，抢修资源约束满足以下函数关系：

5.根据权利要求1所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，在故障抢修过程中，线路维修情况会对线路上的开关设备状态造成影响。当线路未完成修复时，故障线路上的开关只能处于断开状态，当线路完成修复时开关才可处于闭合状态，开关状态约束满足以下函数关系：

6.根据权利要求1所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，在故障抢修过程中，在故障存在时，保证线路处于断开状态；故障线路修复完成后线路处于正常状态，故障检修策略约束满足以下函数关系：

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的配电网故障的智能抢修方法，其特征在于，故障抢修模型以每次抢修完成后韧性恢复能力最大、抢修过程路程费用最小为目标函数，具体如下：

技术总结本发明涉及配电网技术领域，公开了一种配电网故障的智能抢修方法。该方法包括：通过结合传感器技术、数据分析和人工智能算法，实现对配电网故障的快速检测、定位和修复，包括：(1)故障检测与定位：利用布设在配电网各个节点的传感器，实时监测电流、电压等参数；(2)数据传输与处理：将传感器获取的数据传输至数据中心，通过数据分析技术对数据进行处理和分析，识别出可能的故障类型和位置；(3)智能决策：基于数据分析结果，利用人工智能算法对故障进行诊断和定位，快速判断故障点，并生成最优的抢修方案；(4)抢修执行；(5)监测与优化。本发明的方法充分利用了传感器技术和人工智能算法，实现了对配电网故障的快速、准确抢修。技术研发人员：徐岩,郭佳睿受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）技术研发日：技术公布日：2024/7/29