CN110932270A - 一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法和装置，通过对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；基于若干个数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数和相应的故障恢复约束条件；通过选择、交叉和变异操作对该目标函数进行优化，寻找最优故障恢复方案，从而解决了现有的含柔性开关的配电网故障恢复方法将负荷和分布式电源的出力简化为定值，没有考虑其波动特性对电压等系统运行参数的影响，导致故障恢复方案无法满足实际运行条件，故障恢复方案的有效性较低的技术问题。

Description

一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法和装置

技术领域

本申请涉及配电网故障恢复技术领域，尤其涉及一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法和装置。

背景技术

光伏是安装在用户侧的小型发电装置，因其具有良好的经济效益和环境效益而得到快速的发展，大量光伏的接入改变了配电网的结构，影响配电网络的运行方式。而光伏受气象条件的影响，其出力具有较强的不确定性。

柔性开关能够快速、准确地控制自身功率流动，在配电网故障恢复过程中，柔性开关通过与光伏等分布式电源以及联络开关的配合，可以为失电区域提供有效的功率和电压支撑，提高配电系统的供电恢复能力。

现有的含柔性开关的配电网故障恢复方法通常是将负荷和分布式电源的出力简化为定值，没有考虑其波动特性对电压等系统运行参数的影响，从而造成故障恢复方案无法满足实际运行条件，得到的故障恢复方案的有效性较低。

发明内容

本申请提供了一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法和装置，用于解决现有的含柔性开关的配电网故障恢复方法将负荷和分布式电源的出力简化为定值，没有考虑其波动特性对电压等系统运行参数的影响，导致故障恢复方案无法满足实际运行条件，故障恢复方案的有效性较低的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法，包括：

对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；

基于若干个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置所述故障恢复目标函数的故障恢复约束条件；

对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群；

计算所述初始种群中的每个染色体的适应值；

对所述初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择所述适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群；

对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群；

将所述第二代种群作为所述初始种群，返回所述计算所述初始种群中的每个染色体的适应值的步骤，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到所述适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案；

根据所述最优配电网故障恢复方案对所述配电网进行故障恢复。

优选地，所述故障恢复目标函数为：

max f＝w₁·f₁+w₂·f₂+w₃·f₃+w₄·f₄；

其中，f为故障恢复目标函数，f₁为网络损耗的倒数，f₂为负荷恢复比例系数，f₃为全网电压均衡指数，f₄为负荷均衡率，w₁、w₂、w₃和w₄均为权重系数。

优选地，所述故障恢复约束条件包括：

电压约束：U_min≤U_i≤U_max；

其中，U_max和U_min分别为节点电压U_i的最大电压和最小电压；

支路容量约束：S_i≤S_imax；

其中，S_i为支路i上的复功率，S_imax为支路i的最大允许容量；

网络拓扑约束：配电网中不能出现环路。

优选地，所述对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列，之前还包括：

获取所述配电网的网络参数，所述网络参数包括所述负荷数据、所述光伏出力数据、故障支路数据、配电网的初始网络拓扑结构和线路数据。

优选地，所述计算所述初始种群中的每个染色体的适应值，包括：

对每个染色体进行解码，得到每个染色体对应的所述柔性开关的输出电压和所述联络开关的开闭状态；

基于潮流计算公式和所述柔性开关的输出电压计算新的网络拓扑结构下每个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列对应的潮流，得到若干个潮流计算结果，所述新的网络拓扑结构根据所述联络开关的开闭状态和所述初始网络拓扑结构得到；

将不满足所述故障恢复约束条件的所述潮流计算结果对应的染色体的适应值取为0；

将满足所述故障恢复约束条件的所述潮流计算结果对应的染色体对应的目标函数值作为适应值，其中，所述目标函数值为通过所述故障恢复目标函数计算得到。

优选地，所述对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群，包括：

对所述配电网中的所述柔性开关的输出电压和所述联络开关的开闭状态进行二进制编码，生成初始种群，其中，所述联络开关的闭合状态编码为0，断开状态编码为1。

优选地，所述对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群，包括：

在所述第一代种群中的未进行交叉操作的染色体中每次随机选择两个染色体作为父染色体，在两个父染色体中分别选择若干个基因进行交换，得到两个子染色体；

将两个子染色体分别替代两个父染色体，得到中间代种群；

在所述中间代种群中随机选择子染色体中的若干个基因进行变异操作，得到所述第二代种群。

优选地，所述在所述中间代种群中随机选择子染色体中的若干个基因进行变异操作，得到所述第二代种群，包括：

在所述中间代种群中随机选择若干个子染色体的若干个基因，当基因为所述柔性开关的输出电压时，基于故障恢复约束条件对基因重新赋值，将赋值后的子染色体替换赋值前的子染色体，得到所述第二代种群；

当基因为所述联络开关的开闭状态时，对基因的值进行取反操作，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群。

优选地，所述当基因为所述联络开关的开闭状态时，对基因的值进行取反操作，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群，包括：

当基因的值为0时，对基因的值进行取反操作，取反操作后的基因的值为1，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群；

当基因的值为1时，对基因的值进行取反操作，取反操作后的基因的值为0，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群。

本申请第二方面提供了一种包含柔性开关的配电网故障恢复装置，包括：

采样模块，用于对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；

构建模块，用于基于若干个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置所述故障恢复目标函数的故障恢复约束条件；

编码模块，用于对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群；

计算模块，用于计算所述初始种群中的每个染色体的适应值；

比较模块，用于对所述初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择所述适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群；

交叉变异模块，用于对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群；

输出模块，用于将所述第二代种群作为所述初始种群，触发所述计算模块，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到所述适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案；

故障恢复模块，用于根据所述最优配电网故障恢复方案对所述配电网进行故障恢复。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请提供了一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法，包括：对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；基于若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置故障恢复目标函数的故障恢复约束条件；对配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群；计算初始种群中的每个染色体的适应值；对初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群；对第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群；将第二代种群作为初始种群，返回计算初始种群中的每个染色体的适应值的步骤，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案；根据最优配电网故障恢复方案对配电网进行故障恢复。

本申请中提供的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，通过对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列，不同的数值序列为模拟的不同的光伏出力和负荷场景，即考虑到光伏出力和负荷存在随机性；本申请基于若干个光伏出力和负荷的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数和相应的故障恢复约束条件，该故障恢复目标函数考虑到了光伏出力和负荷波动特性对配电网运行参数的影响，通过选择、交叉和变异操作对该目标函数进行优化，寻找最优故障恢复方案，从而解决了现有的含柔性开关的配电网故障恢复方法将负荷和分布式电源的出力简化为定值，没有考虑其波动特性对电压等系统运行参数的影响，导致故障恢复方案无法满足实际运行条件，故障恢复方案的有效性较低的技术问题。

附图说明

图1为本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法的一个实施例，包括：

步骤101、对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列。

需要说明的是，考虑到配电网的光伏出力数据和负荷数据存在随机性，无法在确定场景下得到准确的故障恢复方案，可以根据光伏出力数据和负荷数据的随机分布模型，采用抽样方法对配电网的光伏出力和负荷状态分布进行抽样，得到光伏出力数据和负荷数据的数值序列，其中，光伏出力数据可以采用beta分布，负荷数据可以采用正态分布。

步骤102、基于若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置故障恢复目标函数的故障恢复约束条件。

需要说明的是，可以是以网损最小、负荷恢复比例最高、全网电压均衡最高和负荷均衡率最高为目标的目标函数。

步骤103、对配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群。

需要说明的是，可以通过随机方法生成初始种群，初始种群中的每个染色体包含柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态，其中，联络开关的闭合状态可以编码为1，断开状态可以编码为0。

步骤104、计算初始种群中的每个染色体的适应值。

步骤105、对初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群。

步骤106、对第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群。

步骤107、将第二代种群作为初始种群，返回步骤104，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案。

步骤108、根据最优配电网故障恢复方案对配电网进行故障恢复。

本申请实施例中提供的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，通过对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列，不同的数值序列为模拟的不同的光伏出力和负荷场景，即考虑到光伏出力和负荷存在随机性；本申请基于若干个光伏出力和负荷的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数和相应的故障恢复约束条件，该故障恢复目标函数考虑到了光伏出力和负荷波动特性对配电网运行参数的影响，通过选择、交叉和变异操作对该目标函数进行优化，寻找最优故障恢复方案，从而解决了现有的含柔性开关的配电网故障恢复方法将负荷和分布式电源的出力简化为定值，没有考虑其波动特性对电压等系统运行参数的影响，导致故障恢复方案无法满足实际运行条件，故障恢复方案的有效性较低的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2，本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法的另一个实施例，包括：

步骤201、获取配电网的网络参数。

需要说明的是，配电网的网络参数包括负荷数据、光伏出力数据、故障支路数据、配电网的初始网络拓扑结构和线路数据。

步骤202、对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列。

需要说明的是，考虑到配电网的光伏出力数据和负荷数据存在随机性，无法在确定场景下得到准确的故障恢复方案，可以根据光伏出力数据和负荷数据的随机分布模型，采用抽样方法对配电网的光伏出力和负荷状态分布进行抽样，得到光伏出力数据和负荷数据的数值序列，其中，抽样方法可以是拉丁超立方抽样，光伏出力数据可以采用beta分布，负荷数据可以采用正态分布。

步骤203、基于若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置故障恢复目标函数的故障恢复约束条件。

需要说明的是，故障恢复目标函数为：

max f＝w₁·f₁+w₂·f₂+w₃·f₃+w₄·f₄；

式中，f为故障恢复目标函数，f₁为网络损耗的倒数，f₂为负荷恢复比例系数，f₃为全网电压均衡指数，f₄为负荷均衡率，w₁、w₂、w₃和w₄分别为网络损耗的倒数、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的权重系数，其中，f₁具体为：

式中，P_loss为网络损耗，P_i和Q_i分别为支路i的有功功率和无功功率，r_i为支路i的阻抗，U_i为支路i末端节点的电压幅值，T为配电网的支路集合；

f₂具体为：

式中，P_n为节点n的负荷，N为所有节点的集合，N₀为所有恢复节点的集合；

f₃具体为：

式中，α为所有联络开关两端的顶点，VBL为电压均衡指数，

U_i和U_j分别为联络开关两端的节点电压；

F₄具体为：

式中，P_i、Q_i和S_i,max分别为流经支路i的有功功率、无功功率和额定容量。

本申请实施例中的目标函数综合考虑了网损、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的多个运行指标，全面提高了配电网在故障后的运行水平。

故障恢复约束条件包括：

电压约束：U_min≤U_i≤U_max；

其中，U_max和U_min分别为节点电压U_i的最大电压和最小电压；

支路容量约束：S_i≤S_imax；

其中，S_i为支路i上的复功率，S_imax为支路i的最大允许容量；

网络拓扑约束：配电网中不能出现环路。

步骤204、对配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群。

需要说明的是，可以采用二进制编码的方式，对配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，初始种群中的每个染色体包含柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态，可以通过随机方法生成初始种群，其中，联络开关的闭合状态可以编码为1，断开状态可以编码为0。

步骤205、对每个染色体进行解码，得到每个染色体对应的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态。

步骤206、基于潮流计算公式和柔性开关的输出电压计算新的网络拓扑结构下每个光伏出力数据和负荷数据的数值序列对应的潮流，得到若干个潮流计算结果。

需要说明的是，新的网络拓扑结构根据联络开关的开闭状态和配电网的初始网络拓扑结构得到，基于初始网络拓扑结构，根据联络开关的开闭状态更新该初始网络拓扑结构，得到新的网络拓扑结构，不同的染色体对应的联络开关的开闭状态可能不一样，从而得到的新的网络拓扑结构也可能不一样；此时，可以根据约束条件，判断每个新的网络拓扑结构是否满足约束条件，当某新的网络拓扑结构不满足约束条件时，可以直接将不满足约束条件的新的网络拓扑结构对应的染色体的适应值取为0；当新的网络拓扑结构满足约束条件时，可以基于柔性开关的输出电压和潮流计算公式计算该新的网络拓扑结构下每个光伏出力数据和负荷数据的数值序列对应的潮流，得到若干个潮流计算结果，其中，潮流计算结果包括节点电压和支路容量，采用潮流计算公式计算潮流属于现有技术，在此，不再对潮流计算的具体过程进行赘述。

步骤207、将不满足故障恢复约束条件的潮流计算结果对应的染色体的适应值取为0。

需要说明的是，根据潮流计算结果中的节点电压和支路容量判断该潮流计算结果中的节点电压和支路容量是否满足故障恢复约束条件中的节点电压条件和支路容量条件，其中，只要节点电压和支路容量中有一个不满足故障恢复约束条件，将不满足约束条件的潮流计算结果对应的染色体的适应值取为0。

步骤208、将满足故障恢复约束条件的潮流计算结果对应的染色体对应的目标函数值作为适应值。

需要说明的是，目标函数值为通过故障恢复目标函数公式计算得到。

步骤209、对初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群。

需要说明的是，可以通过随机分组的方式对初始种群中的未参与比较的染色体进行两两分组，可以同时选择多组染色体，对每组染色体中每个染色体的适应值进行比较，也可以是每次只选择一组染色体对该组染色体中的适应值进行比较，选择适应值较高的那个染色体进入下一代种群，淘汰适应值较低的那个染色体，直到所有的染色体比较完，若最后还剩下一个染色体未进行比较，该染色体可以直接进入下一代种群，从而筛选掉适应值较低的染色体，得到第一代种群，而适应值较低的染色体对应的配电网故障恢复方案不佳，筛选掉适应值较低的染色体，就是筛选掉不佳的配电网故障恢复方案。

步骤210、对第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群。

需要说明的是，在第一代种群中的未进行交叉操作的染色体中每次随机选择两个染色体作为父染色体，在两个父染色体中分别选择若干个基因进行交换，得到两个子染色体；

将两个子染色体分别替代两个父染色体，得到中间代种群；

在中间代种群中随机选择子染色体中的若干个基因进行变异操作，得到第二代种群，其中，可以在中间代种群中随机选择若干个子染色体的若干个基因，当某基因为柔性开关的输出电压时，基于故障恢复约束条件中的电压约束对该基因重新赋值，使得赋值后的新的电压值满足故障恢复约束条件，将赋值后该基因对应的子染色体替换赋值前的子染色体，得到第二代种群；

当某基因为联络开关的开闭状态时，对该基因的值进行取反操作，例如，当该基因的值为0时，对该基因的值进行取反操作，取反操作后的该基因的值为1，将取反后的该基因对应的子染色体替换取反前的该基因对应的子染色体；

当该基因的值为1时，对该基因的值进行取反操作，取反操作后的该基因的值为0，将取反后的该基因对应的子染色体替换取反前的该基因对应的子染色体，从而得到第二代种群。

步骤211、将第二代种群作为初始种群，返回步骤205，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案。

需要说明的是，对第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群后，判断迭代次数是否达到预设阈值，当迭代次数未迭代预设阈值时，将第二代种群作为初始种群，此时，迭代次数加一，返回步骤205，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后适应值最大的染色体，得到该染色体对应的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态，从而得到最优配电网故障恢复方案。配电网发生故障后，根据光伏出力调整柔性开关的输出电压和联络开关的通断，从而满足失电负荷需求，在可能恢复失电负荷过程中，会影响系统的网损、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率，因此需要综合考虑网损、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率，通过调整优化柔性开关和联络开关，实现故障恢复目标函数值最大化，从而形成合理的供电电路，得到最优故障恢复方案；通过综合考虑网损、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的多个运行指标，全面提高了配电网在故障后的运行水平；通过柔性开关和联络开关的协调配合，提高了故障恢复能力，提高了配电网故障恢复方案的有效性；通过充分考虑光伏出力和负荷的随机变化情况，保证了配电网故障恢复方案的适应性和有效性。

步骤212、根据最优配电网故障恢复方案对配电网进行故障恢复。

需要说明的是，根据最优配电网故障恢复方案对实际配电网中的柔性开关和联络开关进行故障恢复操作。

为了便于理解，请参阅图3，本申请提供的一种包含柔性开关的配电网故障恢复装置的一个实施例，包括：

采样模块301，用于对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列。

构建模块302，用于基于若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置故障恢复目标函数的故障恢复约束条件。

编码模块303，用于对配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群。

计算模块304，用于计算初始种群中的每个染色体的适应值。

比较模块305，用于对初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群。

交叉变异模块306，用于对第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群。

输出模块307，用于将第二代种群作为初始种群，触发计算模块304，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案。

故障恢复模块308，用于根据最优配电网故障恢复方案对配电网进行故障恢复。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，包括：

对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；

基于若干个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置所述故障恢复目标函数的故障恢复约束条件；

对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群；

计算所述初始种群中的每个染色体的适应值；

对所述初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择所述适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群；

对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群；

将所述第二代种群作为所述初始种群，返回所述计算所述初始种群中的每个染色体的适应值的步骤，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到所述适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案；

根据所述最优配电网故障恢复方案对所述配电网进行故障恢复。

2.根据权利要求1所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述故障恢复目标函数为：

max f＝w₁·f₁+w₂·f₂+w₃·f₃+w₄·f₄；

其中，f为故障恢复目标函数，f₁为网络损耗的倒数，f₂为负荷恢复比例系数，f₃为全网电压均衡指数，f₄为负荷均衡率，w₁、w₂、w₃和w₄均为权重系数。

3.根据权利要求1所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述故障恢复约束条件包括：

电压约束：U_min≤U_i≤U_max；

其中，U_max和U_min分别为节点电压U_i的最大电压和最小电压；

支路容量约束：S_i≤S_imax；

其中，S_i为支路i上的复功率，S_imax为支路i的最大允许容量；

网络拓扑约束：配电网中不能出现环路。

4.根据权利要求3所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列，之前还包括：

获取所述配电网的网络参数，所述网络参数包括所述负荷数据、所述光伏出力数据、故障支路数据、配电网的初始网络拓扑结构和线路数据。

5.根据权利要求4所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述计算所述初始种群中的每个染色体的适应值，包括：

对每个染色体进行解码，得到每个染色体对应的所述柔性开关的输出电压和所述联络开关的开闭状态；

基于潮流计算公式和所述柔性开关的输出电压计算新的网络拓扑结构下每个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列对应的潮流，得到若干个潮流计算结果，所述新的网络拓扑结构根据所述联络开关的开闭状态和所述初始网络拓扑结构得到；

将不满足所述故障恢复约束条件的所述潮流计算结果对应的染色体的适应值取为0；

将满足所述故障恢复约束条件的所述潮流计算结果对应的染色体对应的目标函数值作为适应值，其中，所述目标函数值为通过所述故障恢复目标函数计算得到。

6.根据权利要求1所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群，包括：

对所述配电网中的所述柔性开关的输出电压和所述联络开关的开闭状态进行二进制编码，生成初始种群，其中，所述联络开关的闭合状态编码为0，断开状态编码为1。

7.根据权利要求6所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群，包括：

在所述第一代种群中的未进行交叉操作的染色体中每次随机选择两个染色体作为父染色体，在两个父染色体中分别选择若干个基因进行交换，得到两个子染色体；

将两个子染色体分别替代两个父染色体，得到中间代种群；

在所述中间代种群中随机选择子染色体中的若干个基因进行变异操作，得到所述第二代种群。

8.根据权利要求7所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述在所述中间代种群中随机选择子染色体中的若干个基因进行变异操作，得到所述第二代种群，包括：

在所述中间代种群中随机选择若干个子染色体的若干个基因，当基因为所述柔性开关的输出电压时，基于故障恢复约束条件对基因重新赋值，将赋值后的子染色体替换赋值前的子染色体，得到所述第二代种群；

当基因为所述联络开关的开闭状态时，对基因的值进行取反操作，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群。

9.根据权利要求8所述的包含柔性开关的配电网故障恢复方法，其特征在于，所述当基因为所述联络开关的开闭状态时，对基因的值进行取反操作，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群，包括：

当基因的值为0时，对基因的值进行取反操作，取反操作后的基因的值为1，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群；

当基因的值为1时，对基因的值进行取反操作，取反操作后的基因的值为0，将取反后的子染色体替换取反前的子染色体，得到所述第二代种群。

10.一种包含柔性开关的配电网故障恢复装置，其特征在于，包括：

采样模块，用于对故障后的配电网的光伏出力和负荷分布状态进行抽样，得到若干个光伏出力数据和负荷数据的数值序列；

构建模块，用于基于若干个所述光伏出力数据和负荷数据的数值序列构建关于网络损耗、负荷恢复比例系数、全网电压均衡指数和负荷均衡率的故障恢复目标函数，并预置所述故障恢复目标函数的故障恢复约束条件；

编码模块，用于对所述配电网中的柔性开关的输出电压和联络开关的开闭状态进行编码，生成初始种群；

计算模块，用于计算所述初始种群中的每个染色体的适应值；

比较模块，用于对所述初始种群中的染色体进行两两分组，在每组染色体中选择所述适应值较高的染色体进入下一代种群，若最后剩下一个染色体未进行比较，未进行比较的染色体直接进入下一代种群，得到第一代种群；

交叉变异模块，用于对所述第一代种群中的染色体进行交叉和变异操作，得到第二代种群；

输出模块，用于将所述第二代种群作为所述初始种群，触发所述计算模块，直至迭代次数达到预设阈值，输出解码后的适应值最大的染色体，得到所述适应值最大的染色体对应的最优配电网故障恢复方案；

故障恢复模块，用于根据所述最优配电网故障恢复方案对所述配电网进行故障恢复。

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