(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 202111433312.8 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 李昭　盛万兴　刘科研　孟晓丽　 叶学顺　白牧可　康田园　 (74)专利代理 机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 1 1271 代理人 徐国文 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) G06F 111/02(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于信息物理系统的配电网协同故障 恢复方法和系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于信息物理系统的配 电网协同故障恢复方法和系统， 包括： 初始化配 电网物理侧的拓扑数据、 线路、 负荷、 变压器、 分 布式电源的参数以及通信的链路拓扑、 延时及协 议数据， 依据初始化配电网物理和通信的拓扑、 负荷及链路数据， 建立配电网信息物理系统并发 故障恢复模 型， 依据迪杰斯特拉算法对配电网信 息物理系统并发故障恢复模型进行求解， 得到可 行解； 基于可行解， 输出信息物理系统并发故障 供电恢复控制指令， 同时对物理侧和 信息层进行 供电恢复， 该种方法可以解决配电网系统通信侧 故障、 物理侧故障以及信息 ‑物理系统故障， 厘清 了配电网信息 ‑物理耦合关系及其相互影响机 制。 权利要求书4页 说明书14页 附图4页 CN 114386222 A 2022.04.22 CN 114386222 A 1.一种基于信息物理系统的配电网协同故障恢复方法， 其特 征在于， 包括： 初始化配电网物理侧的拓扑数据、 线路、 负荷、 变压器、 分布式电源的参数以及通信的 链路拓扑、 延时及协议数据； 依据初始化配电网物理和通信的拓扑、 负荷及链路数据， 建立配电网信息物理系统并 发故障恢复模型； 依据迪杰斯特拉算法对配电网信息物理系统并发故障恢复模型进行求解， 得到可行 解； 基于所述可行解， 输出信息物理系统并发故障供电恢复控制指令， 同时对物理侧和信 息层进行 供电恢复； 其中， 所述配电网信 息物理系统并发故障恢 复模型包括上层通信恢 复模型和下层物 理 侧故障恢复重构模型。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述依据初始化配电网物理和通信的拓扑、 负荷及链路数据， 建立配电网信息物理系统并发 故障恢复模型， 包括： 以物理与主站之间的通信的通断、 延时和误码的综合最小值为上层通信层目标函数， 以通信层载流量约束和 通信终端供电有效标志位约束为约束条件对所述上层通信层目标 函数进行约束， 得到上层通信故障恢复模型； 以最少的开关操作数和最少的网损及最小的电压偏差相加的和为下层物理侧目标函 数， 以潮流约束、 重构拓扑约束和信息物理耦合约束为约束条件对所述下层物理侧目标函 数进行约束， 得到下层物理侧故障恢复重构模型； 以上层通信故障恢复模型和下层物理侧故障恢复重构模型共同构成配电网信息物理 系统并发 故障恢复模型； 其中， 所述重构拓扑约束包括配电网树状解耦约束、 虚拟流KCL约束和大M法约束。 3.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述上层通信层目标函数的表达式为： 式中， minfd(c)为上层通信故障恢复模型的值， R为通信层路由节点数目， B(c)为第c条 链路的通、 断情况， T(c)为第c条链路的通信延时， P(c)为第c条链路的数据上传误码率， H (c)为第c条链路控制指令下达的错误率， α 为第c条链路的通信延时的权重系数， β 为第c条 链路的数据上传误码率的权 重系数， λ为第c条链路控制指令下达的错 误率的权重系数。 4.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述下层物理侧目标函数的表达式为： 式中， F为下层物理侧故障恢复重构模型的值， 为物理侧节点i失负荷的功率， nl为 网络中的支路数值， 为物理侧第 个分断开关在重构后的状态， Zw为物理侧第w个联络开 关在重构后的状态， t为物理侧分段开关数量， n为物理侧联络开关的数量， Va为物理侧节点 a的电压， V0为基准电压， N为物理侧节 点总数， x1为网损对于下层物理侧目标函数的权重， x2权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114386222 A 2为开关操作次数对于下层物理侧目标函数的权重， x3为电压偏差对于下层物理侧目标函数 的权重。 5.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述通信层载流 量约束表达式为： 式中， p(c)为第c条通信链路的流 量， 为第c条通信链路的最大流 量； 所述通信终端供电约束表达式为： 式中， τm为通信终端节点m供电有效标志位， L(m)为对应的物理侧节点能否为通信终端 节点m供电的标志位， soc(ESm)为通信终端节点m的储能荷电状态。 6.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述潮流约束表达式为： 式中， Pij为物理侧节点i、 j之间支路的有功功率， Qij为物理侧节点i、 j之间支路的无功 功率， 为物理侧节点i、 j间支路电流的模的平方， 为通过物理侧节点i的电流的模的平 方， ui为物理侧节点 i的电压的平方值。 7.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述配电网朴树状解耦约束表达式为： 式中， xij为物理侧节点i与节点j间的支路电阻， N为物理侧节点总数， i为配电网中物理 侧的第i个节点， j为配电网中物理侧的第j个节点。 8.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述虚拟流KCL约束表达式为： 式中， N为物理侧节点总数， r为根节点， Sij为物理侧节点i流出到节点j的功率， Fi为物 理侧节点i的虚拟流需求， Ski为物理侧节点k流入节点i的虚拟流， k为配电网 中物理侧的第k 个节点， i 为配电网中物理侧的第i个节点， j为配电网中物理侧的第j个节点。 9.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述大M法约束表达式为： Sij≤(1‑xij)M 式中， M为预设的实数， Sij为物理侧节点i流出到节点j的功率， xij为物理侧节点i与节点 j间的支路电阻。 10.如权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述信息物理耦合约束表达式为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114386222 A 3