(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111549025.3 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 110006 辽宁省沈阳市和平区四平街 39-7号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 王同　楚天丰　杨东升　吴蒙　 宋保泉　田丰源　于永良　王英明　 周佳旭　李鹏里　黄未　曲艺　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 代理人 李梁 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06N 3/00(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 提升配电网故障恢复能力的智能开关优化 配置方法 (57)摘要 本发明提供一种提升配电网故障恢复能力 的智能开关优化配置方法， 涉及配电技术领域。 增加了对经济性与可靠性的考察指标， 增加了故 障负荷恢复率、 智 能开关动作次数、 重要负荷的 自救率、 负荷供应中断成本和故障负荷恢复率， 优化了初始化方法， 加入故障停电时间的惯性权 重系数， 在学习因子中加入关于故障恢复指标的 非线性函数， 让学习因子更高效。 此智 能开关优 化配置方法能有效地 提升配电网故障恢复能力。 权利要求书5页 说明书13页 附图1页 CN 114239401 A 2022.03.25 CN 114239401 A 1.一种提升配电网故障恢复能力的智能开关优化配置方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 建立配电网故障恢复指标， 所述配电网故障恢 复指标包括： 故障负荷恢复率、 智 能开关动作次数、 负荷转移量、 重要负荷的自救率； 步骤2： 建立智能开关优化配置的经济性目标函数， 其中具体包括智能开关基础投资费 用、 运行维护费用、 故障发生损失费用、 负荷供应中断成本； 步骤3： 对配电网智能开关进行优化配置， 建立不等式约束条件， 并在不等式约束条件 中增加最小故障恢复能力的约束， 即使用乘子 法在约束 条件的拉格朗日Lagrange函数中加 入惩罚； 步骤4： 建立提升配电网故障恢 复能力的智能开关优化配置算法， 得出提升配电网故障 恢复能力的智能开关配置最优化方案 。 2.根据权利要求1所述的一种提升配电网故障恢复能力的智能开关优化配置方法， 其 特征在于， 步骤1中所述故障负荷恢复率设为S1， 即恢复的负载负荷占总故障负荷的比例， 式中： Hr表示故障负荷恢复量； Hout表示故障负荷总量； 所述智能开关动作次数包括分段开关动作次数以及联络开关动作次数， 若为分段开 关， 则S2为分段开关动作次数， N为配电网安装的智能开关数量； ai和bi为第i 个智能开关在发生故障到恢复前后的状态， 当ai＝1或bi＝1时表示智能开关是闭合状态， 当 ai＝0或bi＝0时表示智能开关是断开状态， 若为联络开关， Sjmax为 单个智能开关 的最大动作次数； Smax为所有智能开关的最大动作次数， M为区域配电系统的 支路总数， N 为干路总数， i 为支路数， j为干路数； 所述负荷转移量 设为S3， 即在处理故障到恢复负荷供电的过程中， 通过调度恢复的负荷 功率转移量； 所述重要负荷的自救率 设为S4， 其中重要负荷为一级负荷以及二级负荷， 将停电设定时 间内的一级负荷以及二级负荷恢复的容量与整个配电网线路的一级负荷以及二级负荷总 容量的比， 称为重要负荷的自救率， 有 式中： H1i,j为第i条主干线的 第j条支路上的一级负荷的恢复容量； H2i,j为第i条主干线的第j条支路上的二级负荷的恢 复容量； Li为主干线数目； Lj为支路数目； H1,2为整个配电系统的一 二级负荷总容 量。 3.根据权利要求1所述的一种提升配电网故障恢复能力的智能开关优化配置方法， 其 特征在于， 步骤2中所述智能开关基础投资设为CS， 为使用的智能开关个数乘以单价，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114239401 A 2式中： Ak为智能开关的个数； Bs为智能开关单价； α， r分别是投资回报 率和智能开关的使用年限； 所述运行维护费用设为CB， 为每年维护已安装的智能开关的费用， CB＝AkCMBs， 式中： Ak 为智能开关的个数， CM是维修费率， Bs为智能开关单价； 所述故障发生损失费用设为CL， 按照配电网发生的故 障类型和每类故 障所对应的负荷 损失量来表示， 式中： nmk为配电网发生的故障类型总 数； Ki为第i种 故障的年算数平方根次数； ni为第i种故 障导致的负荷停供时间的分类数； Tij为第i种故 障 对应的第j种停电持续时间； PLPij为第i种故障的第j种停电持续时间对应的负荷损失量； CLij为第i种故障的第j种停电持续时间对应的用户停电损失； 所述负荷供应中断成本设为CN， 式中： Cr为故障产生造成 的生产中断成本； 将所述经济性目标函数设定为： f(x)＝mi n(CS+CB+CL+CN)。 4.根据权利要求1所述的一种提升配电网故障恢复能力的智能开关优化配置方法， 其 特征在于， 所述 步骤3具体具体包括以下步骤： 步骤3.1： 建立 不等式约束条件； 所述不等式约束条件具体包括： 节点电压Ui(t)、 支路视在功率Sl(t)、 支路电流Ij、 负荷 自愈率S1； 则不等式约束条件表达式为： 式中： Uimin(t)、 Uimax(t)分别表示节点i的节点电压最大值和最小值； t为故障发生时间， Slmax为线路或变压器的容量值； Ij为支路j的实际电流， Ijmax为支路j的最大载流量； S1min为 故障负荷恢复率的极小值； 步骤3.2： 在不等式约束条件中增加最小故障恢 复能力的约束， 即使用乘子法在约束条 件的拉格朗日La grange函数中加入惩罚， 建立粒子惩罚函数， 具体如下式所示： 式中： f(x)为经济性目标函数； h(x)为等式约束； gi(x)为转化为gi(x)≥0的不等式约 束； λ为拉格朗日因子； μ为惩罚因子； vi为第i个不等式约束对应的Lagrange乘子， j为不等 式约束的个数。 5.根据权利要求1所述的一种提升配电网故障恢复能力的智能开关优化配置方法， 其 特征在于， 所述 步骤4具体具体包括以下步骤： 步骤4.1： 建立改进粒子群算法， 所述改进粒子群算法为， 将智能开关看成粒子， 用二进权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114239401 A 3