一种配电网可靠性实时跟踪方法及系统与流程

本发明涉及配电网可靠性实时跟踪，尤其涉及一种配电网可靠性实时跟踪方法及系统。

背景技术：

1、配电网在电力系统中担任分配电能的角色，为国民生活、工业生产提供保障。近年来，随着大规模可再生能源接入配电网，配电网的停电机理发生了巨大的变化。可再生能源出力的时变性、不确定性导致配电网的薄弱环节同样具有时变性、不确定性，为面向配电网安全、稳定运行的调度带来了极大的挑战。因此，研究计及大规模可再生能源接入的配电网薄弱环节实时辨识方法具有重大意义。

2、目前研究中常用的薄弱环节辨识方法主要有两种，第一种方法是基于还原论的电力系统状态分析，重点是进行稳态潮流和暂态能量的计算，通过确定性或者概率的方法来刻画电力系统中网络连锁故障的传播，同时结合熵理论、能量函数理论、连锁故障理论、风险评估理论和强化学习工具识别其中的薄弱环节；第二种方法是基于复杂网络理论的辨识方法，该理论主要通过网络性质(小世界和无标度的特性)和元件统计性质(度、介数、聚类系数)来进行网络动力学的分析，为简化电网，将发电机、变压器和变电站等元件简化为节点，输电线路简化为边，但每个输电网络结构不一样，因此需要针对不同的网络拓扑构造针对性的系统评价指标，利用改进介数、最大流理论和对偶图法来识别电力系统中的薄弱环节。

技术实现思路

1、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。在本部分以及本技术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。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种配电网可靠性实时跟踪方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种配电网可靠性实时跟踪方法，包括：

6、获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型；

7、根据预设二阶锥凸松弛算法对配电网可调度域的数学模型进行重构，并计算重构后的可调度域；

8、预设配电网薄弱环节辨识模型，结合重构后的可调度域以及可再生能源机组出力，确定边界为关键边界的概率，并结合预设排序逻辑，获取配电网的薄弱环节，完成配电网可靠性实时跟踪。

9、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中：所述获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型包括：

10、配电网中的非线性交流潮流约束表示为：

11、

12、其中，i,j,k代表电力网络中节点的编号，(i,j)代表节点i和节点j的之间的输电线路；g,c,d,e分别代表预调度环节传统发电机组的出力功率、重调度环节出力功率的变化、需求侧节点的负荷和可再生能源机组出力的预测值；分别代表连接到j节点传统发电机组的有功功率注入量、重调度过程中有功出力的变化量和该节点对应的有功负载；分别代表连接到j节点传统发电机组的无功功率注入量、重调度过程中无功出力变化量和该节点对应的无功负载；pij,qij分别代表节点i和节点j之间有向线路上传输的有功潮流和无功潮流；rij,xij分别代表线路(i,j)之间标幺化的电阻、电抗值；lij为输电线路(i,j)传输电流的平方；vi为i点处电压值的平方；w(j)为j节点处可再生能源发电机组构成的集合；wn代表第n组可再生能源发电机组的实际输出功率；μn是第n组可再生能源发电机组与功率因数有关的常数项；cl是电力系统网络拓扑中第l条回路。

13、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中：所述获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型还包括：传统发电机组的有功出力功率和无功出力功率的约束、可再生能源发电机组的有功出力的约束、传统发电机组的爬坡约束、输电线路(i,j)流过电流的约束、i节点处电压的约束以及线路(i,j)传输视在功率的约束。

14、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中：所述获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型还包括：

15、记目标配电网负载为{pd,qd}，可再生能源预测出力为we，在预调度过程中，可得到传统发电机组的调度方案{pg,qg}，之后，通过下式得到该辐射状配电网系统的可调度域：

16、

17、其中，y＝[pc；qc；p；q；v；l]，δw为电力调度工作人员检测到可再生能源的出力偏差，全部约束包括配电网中的非线性交流潮流约束、传统发电机组的有功出力功率和无功出力功率的约束、可再生能源发电机组的有功出力的约束、传统发电机组的爬坡约束、输电线路(i,j)流过电流的约束、i节点处电压的约束以及线路(i,j)传输视在功率的约束，{pc,qc}表示更改后的调度策略，p表示有功功率，q表示无功功率，v表示电压值，l表示线路。

18、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中所述根据预设二阶锥凸松弛算法对配电网可调度域的数学模型进行重构，并计算重构后的可调度域包括：通过二阶锥凸松弛算法将非凸模型转换为凸包模型。

19、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中：所述预设配电网薄弱环节辨识模型，结合重构后的可调度域以及可再生能源机组出力，确定边界为关键边界的概率，并结合预设排序逻辑，获取配电网的薄弱环节，完成配电网可靠性实时跟踪包括：

20、所述配电网薄弱环节辨识模型步骤如下：

21、初始化，输入关键边界所对应的对偶变量；

22、筛选出不等式约束相关的对偶变量值；

23、根据物理约束类别实现对不等式约束的分类；

24、判断是否存在满足-1≤u≤σ条件的对偶变量值，u表示对偶变量，σ为容许误差，若存在，则输出该对偶变量对应的不等式约束作为可调度域边界的关键物理约束，即配电网的薄弱环节。

25、作为本发明所述的配电网可靠性实时跟踪方法的一种优选方案，其中：所述预设配电网薄弱环节辨识模型，结合重构后的可调度域以及可再生能源机组出力，确定边界为关键边界的概率，并结合预设排序逻辑，获取配电网的薄弱环节，完成配电网可靠性实时跟踪还包括：所述预设排序逻辑包括先对概率进行排序，再对关键边界所对应的对偶变量进行排序，得到配电网的薄弱环节。

26、第二方面，本发明提供了一种配电网可靠性实时跟踪系统，包括：

27、模型建立模块，用于获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型；

28、重构可调域模块，用于根据预设二阶锥凸松弛算法对配电网可调度域的数学模型进行重构，并计算重构后的可调度域；

29、跟踪模块，用于预设配电网薄弱环节辨识模型，结合重构后的可调度域以及可再生能源机组出力，确定边界为关键边界的概率，并结合预设排序逻辑，获取配电网的薄弱环节，完成配电网可靠性实时跟踪。

30、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

31、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提出一种配电网可靠性实时跟踪方法及系统，获取目标配电网的潮流方程和运行约束，建立配电网可调度域的数学模型；根据预设二阶锥凸松弛算法对配电网可调度域的数学模型进行重构，并计算重构后的可调度域；预设配电网薄弱环节辨识模型，结合重构后的可调度域以及可再生能源机组出力，确定边界为关键边界的概率，并结合预设排序逻辑，获取配电网的薄弱环节，完成配电网可靠性实时跟踪。本发明结合域理论和卷积神经网络显著提高了配电网薄弱环节辨识的计算效率，可以实现面向配电网安全、稳定运行的日前、日内短时间尺度调度。