CN111799785A - 极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力配电网自动化技术领域，是一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法及系统，建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；确定必要通信恢复；判断必要通信恢复时长的长短；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。本发明基于通信信息系统对配电网抢修过程的影响，引入必要通信恢复，根据必要通信恢复时间的长短分别制定配电网电力与通信的协调恢复策略，并有效的用于指导极端灾害后配电网恢复，帮助灾后抢修工作的顺利进行，从而缩短抢修时长，降低配电网故障造成的损失。

Description

极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法及系统
技术领域
本发明涉及电力配电网自动化技术领域，是一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法及系统。
背景技术
由于极端灾害的超强破坏力，配电网的电力网络和通信网络都大规模受损，现有的极端灾后配电网优化恢复策略尚未计及通信系统影响。目前配电网恢复策略的相关研究建立在配电网信息完全可达的基础上，没有考虑配电网通信系统的故障，一旦极端灾害导致配电网通信系统故障，指挥人员将可能无法及时获取配电网状态信息，且在恢复配电网系统时，通信系统的故障将对配电网系统的监测与控制产生极大的影响，导致系统抢修调度水平降低，进而影响到灾后配电网的恢复；并且随着信息通信技术的发展，传统配电网逐渐演变为信息与电力深度融合的配电网信息物理融合系统，通信系统对电力的影响日益深厚。
发明内容
本发明提供了一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法及系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有极端灾害后配电网恢复方法存在的未考虑配电网通信系统发生故障的因素，易造成电网恢复效率低的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，包括：
建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，包括:
判断是否能感知配电网通信网络与电力网络双网融合模型中每个电力节点的状态信息；
响应于否，标识出状态缺失的电力节点，恢复该电力节点对应的移动通信网络；响应于是，则查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备，判断通信故障造成的的电力负荷减载是否全部恢复；
响应于否，则重复查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备；响应于是，则恢复传统电力故障，直至电力负荷全部恢复；
恢复其余通信故障，包括恢复剩余移动通信网络、恢复剩余电力通信网及二次设备，直至配电网通信系统全部恢复正常。
上述由信息故障造成的电力故障包括由拒动信息故障造成的电力故障、由误动信息故障造成的电力故障；
或/和，所述恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备包括恢复该电力故障对应的电力通信节点及二次设备、联络开关和分布式电源对应的通信节点；
或/和，所述恢复传统电力故障包括：
定位及隔离故障点；
重构配电网网架、更新拓扑结构、抢修电力故障、更新故障状态，直至电力负荷全部恢复正常。
上述响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复，包括:
根据移动基站将配电网通信网络与电力网络双网融合模型划分为多个分区，其中分区的数量与移动基站的数量相同，且每个分区有一个移动基站；
判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级；
根据优先级对各个分区进行恢复，直至配电网通信系统全部恢复正常及电力负荷全部恢复正常。
上述根据故障恢复时长判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
确定先恢复通信故障后恢复电力故障时的恢复时长T1；
确定直接恢复电力故障时的恢复时长T2；
判断T1是否小与T2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，相应于否，则直接恢复电力故障。
上述根据故障造成的停电损失判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
确定先恢复通信故障后恢复电力故障时造成的停电损失W1；
确定直接恢复电力故障的恢复时长W2；
判断W1是否小与W2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，相应于否，则直接恢复电力故障。
上述建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型，包括：
获取初始数据，根据初始数据构建初始架构，其中初始数据包括受灾区域的电力网架信息、光纤通信网架信息、移动基站布点信息；
在初始架构的初始数据上叠加灾后恢复基础数据，生成配电网通信网络与电力网络双网融合模型，其中灾后恢复基础数据包括抢修资源、抢修人员信息、受灾区域的受灾情况。
发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复系统，包括：
模型构建单元，建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
必要通信恢复建立单元，确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
恢复策略制定单元，判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种存储介质，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
发明的技术方案之四是通过以下措施来实现的：一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
本发明针对目前极端灾害后配电网恢复策略未考虑通信信息系统影响的现状，以传统的配电网恢复策略为基础，加入了通信信息系统对配电网抢修过程的影响，在信息物理的视角下重新制定配电网恢复策略，即引入必要通信恢复这一类型数据，根据必要通信恢复时间的长短分别制定配电网电力与通信的协调恢复策略，并有效的用于指导极端灾害后配电网恢复，帮助灾后抢修工作的顺利进行，从而缩短抢修时长，降低配电网故障造成的损失。
附图说明
附图1为本发明实施例1的流程图。
附图2为本发明实施例1中必要通信恢复时长短时恢复配电网的流程图。
附图3为本发明实施例1中恢复传统电力故障的流程图。
附图4为本发明实施例1中必要通信恢复时长长时恢复配电网的流程图。
附图5为本发明实施例1中建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型的流程图。
附图6为本发明实施例1中配电网通信网络与电力网络双网融合模型的结构示意图。
附图7为本发明实施例2的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，包括：
S1，建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
S2，确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
S3，判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；
S4，响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；
S5，响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
本发明针对目前极端灾害后配电网恢复策略未考虑通信信息系统影响的现状，以传统的配电网恢复策略为基础，加入了通信信息系统对配电网抢修过程的影响，在信息物理的视角下重新制定配电网恢复策略，即引入必要通信恢复这一类型数据，根据必要通信恢复时间的长短分别制定配电网电力与通信的协调恢复策略，并有效的用于指导极端灾害后配电网恢复，帮助灾后抢修工作的顺利进行，从而缩短抢修时长，降低配电网故障造成的损失。
上述技术方案的步骤S2中确定必要通信恢复，必要通信恢复包括无线通信网络的恢复和光纤通信网络的恢复，在传统电力恢复策略前必要通信恢复所耗的时间为必要通信恢复时长tnec-com，
tnec-com＝tnec-wireless+tnec-fiber
其中，tnec-wireless为无线通信网络的必要恢复时间，能够实现配电网系统的故障定位隔离，tnec-fiber为光纤通信网络的必要恢复时间。
可根据实际需要，对上述极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法作进一步优化或/和改进：
如附图2所示，所述S4中响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，包括:
S41，判断是否能感知配电网通信网络与电力网络双网融合模型中每个电力节点的状态信息；
S42，响应于否，标识出状态缺失的电力节点，恢复该电力节点对应的移动通信网络；响应于是，则查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备，判断通信故障造成的电力负荷减载是否全部恢复；
S43，响应于否，则重复查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备；响应于是，则恢复传统电力故障，直至电力负荷全部恢复；
S44，恢复其余通信故障，包括恢复剩余移动通信网络、恢复剩余电力通信网及二次设备，直至配电网通信系统全部恢复正常。
上述技术方案为若必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障，即先进行必要通信恢复，必要通信恢复完成，满足传统电力恢复策略的前提条件后，对传统电力故障进行恢复，传统电力故障全部恢复后，对其余通信故障进行恢复。
其中，S42步骤中在能感知配电网通信网络与电力网络双网融合模型中每个电力节点的状态信息后，查找出由信息故障造成的电力故障，其中由信息故障造成的电力故障包括由拒动、误动等信息故障造成的电力故障。S42步骤中恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备包括恢复该电力故障对应的电力通信节点及二次设备、联络开关和分布式电源对应的通信节点。
如附图3所示，S43中，所述恢复传统电力故障包括：
S431，定位及隔离故障点；
S432，重构配电网网架、更新拓扑结构、抢修电力故障、更新故障状态，直至电力负荷全部恢复正常。
上述S432步骤中，通过下述函数进行重构配电网网架、抢修电力故障、优化故障状态，直至电力负荷全部恢复正常。
配电网网架重构目标函数：
Figure BDA0002569531960000051
抢修恢复目标函数：
Figure BDA0002569531960000052
约束条件为：
Figure BDA0002569531960000053
Pij＝PGi-PGj
Lij≤Pij≤Uij
其中，f1为配电网通过网架重构能够恢复的非故障区域负荷，n为能恢复供电的非故障节点数，PLi为节点i的负荷量，f2为配电网抢修恢复阶段的最小损失，v为配电网损失单位负荷单位时间的价值，m为配电网故障节点总数，TLi为节点i的失效时间，xij为线路状态变量，线路正常取值为1，故障取值为0，PGi为节点i电源注入的功率，N为配电网系统节点总数量，Pij为线路i-j的潮流，Lij和Uij分别为线路潮流的下界和上界。
如附图4所示，所述S5中响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复，包括:
S51，根据移动基站将配电网通信网络与电力网络双网融合模型划分为多个分区，其中分区的数量与移动基站的数量相同，且每个分区有一个移动基站；
S52，判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级；
S53，根据优先级对各个分区进行恢复，直至配电网通信系统全部恢复正常及电力负荷全部恢复正常。
上述技术方案中，根据移动基站将配电网通信网络与电力网络双网融合模型划分为多个分区，对每个分区分别确定恢复方案，通过比较每个分区先通信恢复后电力恢复的恢复时长、直接进行电力恢复的恢复时长，或比较先通信恢复后电力恢复的停电损失、直接进行电力恢复的停电损失，由此找出抢修时长最短或停电损失最小的恢复方案，进行该分区恢复，从而在充分考虑通信恢复及电力恢复的基础上，有效对配电网进行恢复，防止了必要通信恢复时长过长，造成电力抢修的严重滞后的问题。
如附图4所示，根据故障恢复时长判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
S5211，确定先恢复通信故障后恢复电力故障时的恢复时长T1；
Figure BDA0002569531960000061
tcom＝min(tfiber，twireless)
S5212，确定直接恢复电力故障时的恢复时长T2；
Figure BDA0002569531960000062
其中，Tcom为分区的通信恢复时长，m为故障电力节点数量，telec_miss为分区内电力节点故障的恢复时长，tfiber为分区光纤通信的恢复时长，twireless为分区无线通信的恢复时长，n为分区电力节点总数量，telec_good为抢修队伍在非故障节点的停留时间。
S5213，判断T1是否小与T2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，响应于否，则直接恢复电力故障。
如附图4所示，根据故障造成的停电损失判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
S5221，确定先恢复通信故障后恢复电力故障时造成的停电损失W1；
S5222，确定直接恢复电力故障的恢复时长W2；
上述配电网故障造成的损失W为：
Figure BDA0002569531960000071
其中，telec_i为分区内失效的电力节点，αi为节点i对应的负荷等级，wi为节点i的负荷量。
S5223，判断W1是否小与W2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，相应于否，则直接恢复电力故障。
如附图5、6所示，所述建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型，包括：
S11，获取初始数据，根据初始数据构建初始架构，其中初始数据包括受灾区域的电力网架信息、光纤通信网架信息、移动基站布点信息；
S12，在初始架构的初始数据上叠加灾后恢复基础数据，生成配电网通信网络与电力网络双网融合模型，其中灾后恢复基础数据包括抢修资源、抢修人员信息、受灾区域的受灾情况。
实施例2，如附图7所示，该极端灾害后配电网电力与通信协调恢复系统，包括
模型构建单元，建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
必要通信恢复建立单元，确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
恢复策略制定单元，判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
实施例3，该存储介质，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
实施例4，该电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
上述电子设备还包括传输设备、输入输出设备，其中，传输设备和输入输出设备均与处理器连接。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，包括：
建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
2.根据权利要求1所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，所述响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，包括:
判断是否能感知配电网通信网络与电力网络双网融合模型中每个电力节点的状态信息；
响应于否，标识出状态缺失的电力节点，恢复该电力节点对应的移动通信网络；响应于是，则查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备，判断通信故障造成的的电力负荷减载是否全部恢复；
响应于否，则重复查找出由信息故障造成的电力故障，恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备；响应于是，则恢复传统电力故障，直至电力负荷全部恢复；
恢复其余通信故障，包括恢复剩余移动通信网络、恢复剩余电力通信网及二次设备，直至配电网通信系统全部恢复正常。
3.根据权利要求2所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，所述由信息故障造成的电力故障包括由拒动信息故障造成的电力故障、由误动信息故障造成的电力故障；
或/和，所述恢复该电力故障对应的通信节点及通信设备包括恢复该电力故障对应的电力通信节点及二次设备、联络开关和分布式电源对应的通信节点；
或/和，所述恢复传统电力故障包括：
定位及隔离故障点；
重构配电网网架、更新拓扑结构、抢修电力故障、更新故障状态，直至电力负荷全部恢复正常。
4.根据权利要求1或2或3所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，所述响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复，包括:
根据移动基站将配电网通信网络与电力网络双网融合模型划分为多个分区，其中分区的数量与移动基站的数量相同，且每个分区有一个移动基站；
判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级；
根据优先级对各个分区进行恢复，直至配电网通信系统全部恢复正常及电力负荷全部恢复正常。
5.根据权利要求4所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，根据故障恢复时长判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
确定先恢复通信故障后恢复电力故障时的恢复时长T1；
确定直接恢复电力故障时的恢复时长T2；
判断T1是否小与T2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，相应于否，则直接恢复电力故障。
6.根据权利要求4所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，根据故障造成的停电损失判断各分区电力故障恢复及通信故障恢复的优先级，包括：
确定先恢复通信故障后恢复电力故障时造成的停电损失W1；
确定直接恢复电力故障的恢复时长W2；
判断W1是否小与W2，响应于是，则该分区内采用先恢复通信故障再恢复电力故障的策略，相应于否，则直接恢复电力故障。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法，其特征在于，所述建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型，包括：
获取初始数据，根据初始数据构建初始架构，其中初始数据包括受灾区域的电力网架信息、光纤通信网架信息、移动基站布点信息；
在初始架构的初始数据上叠加灾后恢复基础数据，生成配电网通信网络与电力网络双网融合模型，其中灾后恢复基础数据包括抢修资源、抢修人员信息、受灾区域的受灾情况。
8.一种根据权利要求1至7中任意一项所述极端灾害后配电网电力与通信协调恢复系统，其特征在于，包括：
模型构建单元，建立配电网通信网络与电力网络双网融合模型；
必要通信恢复建立单元，确定必要通信恢复，其中必要通信恢复为传统电力故障恢复前必须恢复的通信恢复；
恢复策略制定单元，判断必要通信恢复时长的长短，其中必要通信恢复时长为恢复必要通信恢复耗费的时间；响应于必要通信恢复时长短，则执行固定优先级顺序恢复配电网，其中固定优先级顺序由前至后依次包括必要通信恢复、传统电力故障、其余通信故障；响应于必要通信恢复时长长，则对配电网通信网络与电力网络双网融合模型进行分区，对各个分区的通信故障和传统电力故障进行逐一恢复。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有能被计算机读取的计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时执行如权利要求1至8任一项所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一项所述的极端灾害后配电网电力与通信协调恢复方法。
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