一种配电网电力与通信协调恢复方法及装置

1.本发明涉及配电网故障恢复技术领域，尤其涉及一种配电网电力与通信协调恢复方法及装置。


背景技术：

2.近年来极端自然灾害频发，大规模外力破坏导致输配电线路和通信线路相继开断，电力和通信网络受到较大程度的破坏，造成灾区大范围停电和通信中断，最终影响到人们的生产生活，因此需要加快对配电网进行抢修恢复工作。
3.然而现有针对配电网的抢修恢复研究尚未考虑通信网络的影响，实际上配电网的故障恢复依赖于通信网络对电力故障的定位与隔离，当通信中断时，调度自动化出现故障，指挥中心无法及时获取配电网故障信息，使原本电力故障并不十分严重的配电网的故障抢修恢复工作严重滞后。


技术实现要素：

4.本发明提供一种配电网电力与通信协调恢复方法及装置，能够协调考虑电力侧与通信侧的故障恢复，大幅缩短灾后配电网的抢修时间，降低配电网的停电损失。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供了一种配电网电力与通信协调恢复方法，包括：根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域；其中，每一所述一级待恢复区域包括若干二级待恢复区域；将故障基站所在的一级待恢复区域作为应急通信恢复区域，确定所述故障基站所在的所有应急通信恢复区域；其中，所述故障基站为发生通信故障的基站；根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，以使所述应急通信恢复区域的部分区域通过配电网自愈方法进行故障恢复；以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型；利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
6.作为上述方案的改进，所述根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域，包括：根据待恢复区域中基站的分布情况，将所述待恢复区域划分为若干一级待恢复区域；根据所述一级待恢复区域中配电终端的分布情况，将每一所述一级待恢复区域划
分为若干二级待恢复区域。
7.作为上述方案的改进，所述根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，包括：根据所述应急通信恢复区域内的每一二级待恢复区域发生电力故障前后的负荷量，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷亏损率：将每一所述子负荷亏损率相加，得到所述应急通信恢复区域内的总负荷亏损率；根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级；将最大的所述子负荷优先级作为所述应急通信恢复区域内的总负荷优先级；获取所述应急通信恢复区域内的故障基站在发生通信故障前的初始辐射半径；将所述总负荷亏损率、所述总负荷优先级和所述初始辐射半径按照权重相加，得到所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报。
8.作为上述方案的改进，所述根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级，包括：获取所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标；其中，所述子负荷优先级指标包括：用电量需求量、用电优先级、电能质量要求、居民数和供电恢复成功率；对每一所述子负荷优先级指标进行标准化处理，得到每一所述子负荷优先级指标的标准值；将所有所述标准值按照权重相加，计算所述二级待恢复区域的子负荷优先级。
9.作为上述方案的改进，所述按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，包括：确定所有正常基站；其中，所述正常基站为正常进行通信的基站；根据所述故障基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述故障基站距离最近的正常基站，将其作为第一正常基站；根据所述第一正常基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述第一正常基站距离最近的正常基站，将其作为第二正常基站；根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径；按照恢复回报从大到小的顺序，将所述故障基站对应的第一正常基站的发射功率提升，以使发射功率提升后的所述第一正常基站的辐射半径扩大到所述所需的辐射半径。
10.作为上述方案的改进，所述根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径，包括：将所述第一正常基站与所述故障基站之间的距离记为第一距离，所述第一正常基站与所述第二正常基站之间的距离记为第二距离；将所述第一距离与所故障基站发生通信故障前的初始辐射半径相加，得到第三距离；当所述第三距离小于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离和所述第二距离的平均值；
当所述第三距离大于或等于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离。
11.作为上述方案的改进，所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型：通信侧恢复以所有故障基站的通信力最大为目标函数f1；其中，通过以下步骤计算所有故障基站的通信力：将故障基站辐射到的配电终端的总数量除以所述待恢复区域的配电终端的总数量得到的商与预设的第一权重系数相乘，得到故障基站的第一通信力；将故障基站发生通信故障前的初始辐射半径与预设的第二权重系数相乘，得到故障基站的第二通信力；将所述第一通信力与所述第二通信力相加，得到故障基站的通信力；将每一故障基站的通信力相加，得到所有故障基站的通信力；其中，所述第一权重系数与所述第二权重系数存在以下约束：所述第一权重系数大于或等于0，且小于或等于所述第二权重系数；所述第二权重系数小于或等于1；所述第一权重系数与所述第二权重系数相加等于1。
12.作为上述方案的改进，所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型，还包括：电力侧恢复以所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损产生的影响最小为目标函数f2；其中，所述未完全恢复的二级待恢复区域为在所述应急通信恢复区域的通信暂时恢复后仍无法完全自愈的二级待恢复区域；通过以下步骤计算所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损：将所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷优先级与所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷亏损率相乘，得到所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损；计算在所述未完全恢复的二级待恢复区域的停电总时间内的所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损的积分；将每一所述故障亏损的积分相加，得到所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损；其中，每一所述未完全恢复的二级待恢复区域存在以下约束：式中，表示连续逻辑或运算，表示未完全恢复的二级待恢复区域是否分配给维修小组p，若是，则，否则，为未完全恢复的二级待恢复区域的总数量；通信侧恢复以所有故障基站的维修成本最小为目标函数f3；
其中，通过以下步骤计算所有故障基站的维修成本：将维修故障基站需要花费的时间与故障基站的设备受灾损坏程度相乘，得到故障基站的维修成本；将每一故障基站的维修成本相加，得到所有故障基站的维修成本；电力侧和通信侧的恢复均以配电网故障的维修速度最快为目标函数f4：式中，maxv
p
为维修小组p完成维修任务的最快速度，m为维修小组的总数量，v
p
为维修小组p完成维修任务的速度；其中，通过以下步骤计算维修小组p完成维修任务的速度v
p
；将维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
、维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
与维修小组p到达一级待恢复区域、未完全恢复的二级待恢复区域以及在未完全恢复的二级待恢复区域内移动需要花费的时间t
dp
相加，得到维修小组p完成维修任务量的总时间；将分配给维修小组p的维修任务量a
p
除以维修小组p完成维修任务量内的总时间得到维修小组p完成维修任务的速度v
p
；其中，维修小组p完成未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间存在以下约束：维修小组p完成所有未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复所需要的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
；维修小组p完成所有一级待恢复区域的故障基站维修需要花费的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
。
13.作为上述方案的改进，所述利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复，包括：求解各个修复方案中所有故障基站的通信力、所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损、所有故障基站的维修成本和配电网故障的维修速度；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f1最大值的方案和与目标函数f1最大值的差值在预设的第一范围内的方案，组成方案集合a；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f2最小值的方案和与目标函数f2最小值的差值在预设的第二范围内的方案，组成方案集合b；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f3最大值的方案和与目标函数f3最大值的差值在预设的第三范围内的方案，组成方案集合c；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f4最小的方案和与目标函数f4最小值的差值在预设的第四范围内的方案，组成方案集合d；选择方案集合中目标函数f4最大值的方案作为最终的修复方案，以
按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
14.为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种配电网电力与通信协调恢复装置，包括：划分区域模块，用于根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域；其中，每一所述一级待恢复区域包括若干二级待恢复区域；故障基站确定模块，用于将故障基站所在的一级待恢复区域作为应急通信恢复区域，确定所述故障基站所在的所有应急通信恢复区域；其中，所述故障基站为发生通信故障的基站；应急通信恢复模块，用于根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，以使所述应急通信恢复区域的部分区域通过配电网自愈方法进行故障恢复；模型构建模块，用于以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型；修复方案确定模块，用于利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
15.与现有技术相比，本发明实施例提供的一种配电网电力与通信协调恢复方法及装置，通过先按照恢复回报从大到小的顺序依次恢复重要的一级待恢复区域的通信故障，使得部分区域的供电通过配电网自愈率先恢复，节省整体供电恢复所需时间与成本，进一步地，通过构建待恢复区域的电力通信双层优化模型，协调考虑了电力侧与通信侧的故障恢复，按照电力通信双层优化模型求解得到的最终的修复方案进行故障恢复，能够及时有效地恢复配电网故障，大幅缩短灾后配电网的抢修时间，降低配电网的停电损失。
附图说明
16.图1是本发明实施例提供的一种配电网电力与通信协调恢复方法的流程图；图2是本发明实施例提供的一种配电网电力与通信协调恢复装置的结构框图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.参见图1，图1是本发明实施例提供的一种配电网电力与通信协调恢复方法的流程图，所述配电网电力与通信协调恢复方法，包括：s1、根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域；其中，每一所述一级待恢复区域包括若干二级待恢复
区域；s2、将故障基站所在的一级待恢复区域作为应急通信恢复区域，确定所述故障基站所在的所有应急通信恢复区域；其中，所述故障基站为发生通信故障的基站；s3、根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，以使所述应急通信恢复区域的部分区域通过配电网自愈方法进行故障恢复；s4、以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型；s5、利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
19.在一可选实施例中，步骤s1所述根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域，包括：根据待恢复区域中基站的分布情况，将所述待恢复区域划分为若干一级待恢复区域；根据所述一级待恢复区域中配电终端的分布情况，将每一所述一级待恢复区域划分为若干二级待恢复区域。
20.示例性地，以中央处理单元为中心构建坐标，以基站的分布情况划分出一级待恢复区域，具体地，根据基站的辐射半径为边界划分一级待恢复区域，其中，为基站的编号，为基站对应的地理坐标，每个基站的地理坐标由安装在基站上的gps定位器实现，本发明实施例中的基站可以为5g基站；一个基站对应多个配电终端（stu），在一级待恢复区域的基础上，根据该一级待恢复区内基站能辐射到的配电终端分布情况划分出二级待恢复区域，具体地，以配电终端下的物理开关节点为边界，以均分每个配电终端下的开关个数为原则选取二级待恢复区域的边界开关，其中，为基站的信号辐射范围内的配电终端的编号。
21.可以理解的是，在步骤s2中，基站监测数据由基站故障监测单元上报，基站故障监测单元通过监测该一级待恢复区域是否有通信信号覆盖来判定该基站是否发生通信故障，进而，中央处理单元通过基站故障监测单元上报的故障信息确定所有故障基站所在的一级待恢复区域集合a=，能正常通信的一级待恢复区域集合b=，则故障基站所在一级待恢复区域即应急通信恢复区域为，正常基站所在一级待恢复区域为。
22.在一可选实施例中，步骤s3所述根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，包括：根据所述应急通信恢复区域内的每一二级待恢复区域发生电力故障前后的负荷
量，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷亏损率：将每一所述子负荷亏损率相加，得到所述应急通信恢复区域内的总负荷亏损率；根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级；将最大的所述子负荷优先级作为所述应急通信恢复区域内的总负荷优先级；获取所述应急通信恢复区域内的故障基站在发生通信故障前的初始辐射半径；将所述总负荷亏损率、所述总负荷优先级和所述初始辐射半径按照权重相加，得到所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报。
23.可以理解的是，子负荷优先级代表二级待恢复区域的负荷级别，总负荷优先级代表应急通信恢复区域的负荷级别，数值越大，负荷级别越高，该区域也越重要。在本发明实施例中，根据应急通信恢复区域的电力因素和通信因素，综合多方面因素考虑了故障基站的恢复回报，更加客观地对故障基站的恢复回报进行评价，进而按照恢复回报降序，逐一暂时恢复所述应急通信恢复区域的通信，从而所述应急通信恢复区域的部分区域能够通过配电网自愈方法自行恢复。
24.在一可选实施例中，所述根据所述应急通信恢复区域内的每一二级待恢复区域发生电力故障前后的负荷量，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷亏损率，包括：对于应急通信恢复区域内的每一二级待恢复区域：将该二级待恢复区域发生故障前的负荷量减去该二级待恢复区域发生故障前的负荷量的结果除以该二级待恢复区域发生故障前的负荷量，再乘以100%，得到该二级待恢复区域的子负荷亏损率。
25.在一可选实施例中，所述根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级，包括：获取所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标；其中，所述子负荷优先级指标包括：用电量需求量、用电优先级、电能质量要求、居民数和供电恢复成功率；对每一所述子负荷优先级指标进行标准化处理，得到每一所述子负荷优先级指标的标准值；将所有所述标准值按照权重相加，计算所述二级待恢复区域的子负荷优先级。
26.示例性地，对于所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域：首先获取用电量需求量、用电优先级、电能质量要求、居民数和供电恢复成功率；其中，将预设的第三权重系数与该二级待恢复区域的历史故障率相乘的结果和预设的第四权重系数与该二级待恢复区域的故障引起的损失程度相乘的结果相加，得到供电恢复成功率的倒数，接着根据供电恢复成功率的倒数计算得到供电恢复成功率；接着，将用电量需求量、用电优先级、电能质量要求、居民数和供电恢复成功率分别进行标准化处理，得到用电量需求量的标准值、用电优先级的标准值、电能质量要求的标准值、居民数的标准值和供电恢复成功率的标准值；最后，将用电量需求量的标准值、用电优先级的标准值、电能质量要求的标准值、居民数的标准值和供电恢复成功率的标准值分别按权重进行相加，得到所述二级待恢复区域的子负荷优先级。
27.在一可选实施例中，所述将所述总负荷亏损率、所述总负荷优先级和所述初始辐射半径按照权重相加，得到所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，包括：将预设的第五权重系数与所述总负荷亏损率相乘的结果、预设的第六权重系数与所述总负荷优先级相乘的结果和预设的第七权重系数与所述初始辐射半径相加的结果进行相加，得到所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报；其中，，。
28.在一可选实施例中，步骤s3所述按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，包括：确定所有正常基站；其中，所述正常基站为正常进行通信的基站；根据所述故障基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述故障基站距离最近的正常基站，将其作为第一正常基站；根据所述第一正常基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述第一正常基站距离最近的正常基站，将其作为第二正常基站；根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径；按照恢复回报从大到小的顺序，将所述故障基站对应的第一正常基站的发射功率提升，以使发射功率提升后的所述第一正常基站的辐射半径扩大到所述所需的辐射半径。
29.在本发明实施例中，通过按照恢复回报降序，依次提升距离恢复回报最大的故障基站最近的第一正常基站的发射功率使其延伸自身辐射半径，能够先暂时恢复该故障基站所在的应急通信恢复区域的通信。最后，维修队按照最终的修复方案维修所有故障基站，使该故障基站恢复正常通信后，重置该故障基站的辐射半径为故障前的初始辐射半径，重置第一正常基站的辐射半径为其初始辐射半径。
30.在一可选实施例中，所述根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径，包括：将所述第一正常基站与所述故障基站之间的距离记为第一距离，所述第一正常基站与所述第二正常基站之间的距离记为第二距离；将所述第一距离与所故障基站发生通信故障前的初始辐射半径相加，得到第三距离；当所述第三距离小于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离和所述第二距离的平均值；当所述第三距离大于或等于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离。
31.在一具体实施例中，将所述第一正常基站与所述故障基站之间的距离记为第一距离，所述第一正常基站与所述第二正常基站之间的距离记为第二距离，将所述第一距离与所故障基站发生通信故障前的初始辐射半径相加，得到第三距离；可以理解的是，由于正常基站延伸后要覆盖到故障基站的原有辐射范围，所以要
求正常基站所需的辐射半径大于或等于第一距离与故障基站故障前的初始辐射半径之和。但为了避免辐射半径过大造成能源的浪费，的具体取值方法如下：当第三距离小于第二距离时，正常基站所需的辐射半径为所述第三距离和所述第二距离的平均值；当第三距离大于或等于第二距离时，正常基站所需的辐射半径为所述第三距离。
32.在一可选实施例中，步骤s4所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型：通信侧恢复以所有故障基站的通信力最大为目标函数f1；其中，通过以下步骤计算所有故障基站的通信力：将故障基站辐射到的配电终端的总数量除以所述待恢复区域的配电终端的总数量得到的商与预设的第一权重系数相乘，得到故障基站的第一通信力；将故障基站发生通信故障前的初始辐射半径与预设的第二权重系数相乘，得到故障基站的第二通信力；将所述第一通信力与所述第二通信力相加，得到故障基站的通信力；将每一故障基站的通信力相加，得到所有故障基站的通信力；其中，所述第一权重系数与所述第二权重系数存在以下约束：所述第一权重系数大于或等于0，且小于或等于所述第二权重系数；所述第二权重系数小于或等于1；所述第一权重系数与所述第二权重系数相加等于1。
33.在一可选实施例中，步骤s4所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型，还包括：电力侧恢复以所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损产生的影响最小为目标函数f2；其中，所述未完全恢复的二级待恢复区域为在所述应急通信恢复区域的通信暂时恢复后仍无法完全自愈的二级待恢复区域；通过以下步骤计算所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损：将所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷优先级与所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷亏损率相乘，得到所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损；计算在所述未完全恢复的二级待恢复区域的停电总时间内的所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损的积分；将每一所述故障亏损的积分相加，得到所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损；其中，每一所述未完全恢复的二级待恢复区域存在以下约束：
式中，表示连续逻辑或运算，表示未完全恢复的二级待恢复区域是否分配给维修小组p，若是，则，否则，为未完全恢复的二级待恢复区域的总数量；通信侧恢复以所有故障基站的维修成本最小为目标函数f3；其中，通过以下步骤计算所有故障基站的维修成本：将维修故障基站需要花费的时间与故障基站的设备受灾损坏程度相乘，得到故障基站的维修成本；将每一故障基站的维修成本相加，得到所有故障基站的维修成本；电力侧和通信侧的恢复均以配电网故障的维修速度最快为目标函数f4：式中，maxv
p
为维修小组p完成维修任务的最快速度，m为维修小组的总数量，v
p
为维修小组p完成维修任务的速度；其中，通过以下步骤计算维修小组p完成维修任务的速度v
p
；将维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
、维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
与维修小组p到达一级待恢复区域、未完全恢复的二级待恢复区域以及在未完全恢复的二级待恢复区域内移动需要花费的时间t
dp
相加，得到维修小组p完成维修任务量的总时间；将分配给维修小组p的维修任务量a
p
除以维修小组p完成维修任务量内的总时间得到维修小组p完成维修任务的速度v
p
；其中，维修小组p完成未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间存在以下约束：维修小组p完成所有未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复所需要的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
；维修小组p完成所有一级待恢复区域的故障基站维修需要花费的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
。
34.本发明实施例以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型，通过按照求解所述电力通信双层优化模型得到的最终的修复方案，能够快速恢复重要负荷级别区域的供电。
35.在一可选实施例中，步骤s5所述利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复，包括：求解各个修复方案中所有故障基站的通信力、所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损、所有故障基站的维修成本和配电网故障的维修速度；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f1最大值的方案和与目标函数f1最大值的
差值在预设的第一范围内的方案，组成方案集合a；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f2最小值的方案和与目标函数f2最小值的差值在预设的第二范围内的方案，组成方案集合b；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f3最大值的方案和与目标函数f3最大值的差值在预设的第三范围内的方案，组成方案集合c；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f4最小的方案和与目标函数f4最小值的差值在预设的第四范围内的方案，组成方案集合d；选择方案集合中目标函数f4最大值的方案作为最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
36.可以理解的是，与目标函数f1最大值的差值在预设的第一范围内的方案是与目标函数f1最大值接近的方案，与目标函数f2最小值的差值在预设的第二范围内的方案是与目标函数f2最小值接近的方案，与目标函数f3最大值的差值在预设的第三范围内的方案是与目标函数f3最大值接近的方案，与目标函数f4最小值的差值在预设的第四范围内的方案是与目标函数f4最小值接近的方案；本发明实施例通过深度优先遍历搜索算法依次求解目标函数f1构成的方案集合a、目标函数f2构成的方案集合b、目标函数f3构成的方案集合c、目标函数f4构成的方案集合d，接着将方案集合中目标函数f4最大值的方案作为最终的修复方案，使得维修工作人员按照最终的修复方案进行故障维修，能够快速恢复重要负荷级别区域的供电。
37.本发明实施例所提供的一种配电网电力与通信协调恢复方法，通过先按照恢复回报从大到小的顺序依次恢复重要的一级待恢复区域的通信故障，使得部分区域的供电通过配电网自愈率先恢复，节省整体供电恢复所需时间与成本，进一步地，通过构建待恢复区域的电力通信双层优化模型，协调考虑了电力侧与通信侧的故障恢复，按照电力通信双层优化模型求解得到的最终的修复方案进行故障恢复，能够及时有效地恢复配电网故障，大幅缩短灾后配电网的抢修时间，降低配电网的停电损失。
38.参见图2，图2是本发明实施例提供的一种配电网电力与通信协调恢复装置10的结构框图，所述配电网电力与通信协调恢复装置10，包括：划分区域模块11，用于根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域；其中，每一所述一级待恢复区域包括若干二级待恢复区域；故障基站确定模块12，用于将故障基站所在的一级待恢复区域作为应急通信恢复区域，确定所述故障基站所在的所有应急通信恢复区域；其中，所述故障基站为发生通信故障的基站；应急通信恢复模块13，用于根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，以使所述应急通信恢复区域的部分区域通过配电网自愈方法进行故障恢复；模型构建模块14，用于以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型；
修复方案确定模块15，用于利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
39.优选地，所述根据待恢复区域中基站和配电终端的分布情况，将所述待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域，包括：根据待恢复区域中基站的分布情况，将所述待恢复区域划分为若干一级待恢复区域；根据所述一级待恢复区域中配电终端的分布情况，将每一所述一级待恢复区域划分为若干二级待恢复区域。
40.优选地，所述根据所述二级待恢复区域的电力参数和所述应急通信恢复区域的通信参数，计算每一所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，包括：根据所述应急通信恢复区域内的每一二级待恢复区域发生电力故障前后的负荷量，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷亏损率：将每一所述子负荷亏损率相加，得到所述应急通信恢复区域内的总负荷亏损率；根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级；将最大的所述子负荷优先级作为所述应急通信恢复区域内的总负荷优先级；获取所述应急通信恢复区域内的故障基站在发生通信故障前的初始辐射半径；将所述总负荷亏损率、所述总负荷优先级和所述初始辐射半径按照权重相加，得到所述应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报。
41.优选地，所述根据所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标，计算每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级，包括：获取所述应急通信恢复区域内的每一所述二级待恢复区域的子负荷优先级指标；其中，所述子负荷优先级指标包括：用电量需求量、用电优先级、电能质量要求、居民数和供电恢复成功率；对每一所述子负荷优先级指标进行标准化处理，得到每一所述子负荷优先级指标的标准值；将所有所述标准值按照权重相加，计算所述二级待恢复区域的子负荷优先级。
42.优选地，所述按照恢复回报从大到小的顺序恢复所述应急通信恢复区域的通信故障，包括：确定所有正常基站；其中，所述正常基站为正常进行通信的基站；根据所述故障基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述故障基站距离最近的正常基站，将其作为第一正常基站；根据所述第一正常基站与每一所述正常基站之间的距离，确定与所述第一正常基站距离最近的正常基站，将其作为第二正常基站；根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径；按照恢复回报从大到小的顺序，将所述故障基站对应的第一正常基站的发射功率提升，以使发射功率提升后的所述第一正常基站的辐射半径扩大到所述所需的辐射半径。
43.优选地，所述根据所述第一正常基站分别与所述故障基站和所述第二正常基站之间的距离，计算所述第一正常基站所需的辐射半径，包括：将所述第一正常基站与所述故障基站之间的距离记为第一距离，所述第一正常基站与所述第二正常基站之间的距离记为第二距离；将所述第一距离与所故障基站发生通信故障前的初始辐射半径相加，得到第三距离；当所述第三距离小于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离和所述第二距离的平均值；当所述第三距离大于或等于所述第二距离时，所述第一正常基站所需的辐射半径为所述第三距离。
44.优选地，所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型：通信侧恢复以所有故障基站的通信力最大为目标函数f1；其中，通过以下步骤计算所有故障基站的通信力：将故障基站辐射到的配电终端的总数量除以所述待恢复区域的配电终端的总数量得到的商与预设的第一权重系数相乘，得到故障基站的第一通信力；将故障基站发生通信故障前的初始辐射半径与预设的第二权重系数相乘，得到故障基站的第二通信力；将所述第一通信力与所述第二通信力相加，得到故障基站的通信力；将每一故障基站的通信力相加，得到所有故障基站的通信力；其中，所述第一权重系数与所述第二权重系数存在以下约束：所述第一权重系数大于或等于0，且小于或等于所述第二权重系数；所述第二权重系数小于或等于1；所述第一权重系数与所述第二权重系数相加等于1。
45.优选地，所述以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建所述待恢复区域的电力通信双层优化模型，还包括：电力侧恢复以所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损产生的影响最小为目标函数f2；其中，所述未完全恢复的二级待恢复区域为在所述应急通信恢复区域的通信暂时恢复后仍无法完全自愈的二级待恢复区域；通过以下步骤计算所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损：将所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷优先级与所述未完全恢复的二级待恢复区域的子负荷亏损率相乘，得到所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损；计算在所述未完全恢复的二级待恢复区域的停电总时间内的所述未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损的积分；将每一所述故障亏损的积分相加，得到所有所述未完全恢复的二级待恢复区域的
故障亏损；其中，每一所述未完全恢复的二级待恢复区域存在以下约束：式中，表示连续逻辑或运算，表示未完全恢复的二级待恢复区域是否分配给维修小组p，若是，则，否则，为未完全恢复的二级待恢复区域的总数量；通信侧恢复以所有故障基站的维修成本最小为目标函数f3；其中，通过以下步骤计算所有故障基站的维修成本：将维修故障基站需要花费的时间与故障基站的设备受灾损坏程度相乘，得到故障基站的维修成本；将每一故障基站的维修成本相加，得到所有故障基站的维修成本；电力侧和通信侧的恢复均以配电网故障的维修速度最快为目标函数f4：式中，maxv
p
为维修小组p完成维修任务的最快速度，m为维修小组的总数量，v
p
为维修小组p完成维修任务的速度；其中，通过以下步骤计算维修小组p完成维修任务的速度v
p
；将维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
、维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
与维修小组p到达一级待恢复区域、未完全恢复的二级待恢复区域以及在未完全恢复的二级待恢复区域内移动需要花费的时间t
dp
相加，得到维修小组p完成维修任务量的总时间；将分配给维修小组p的维修任务量a
p
除以维修小组p完成维修任务量内的总时间得到维修小组p完成维修任务的速度v
p
；其中，维修小组p完成未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间存在以下约束：维修小组p完成所有未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复所需要的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的未完全恢复的二级待恢复区域的供电恢复需要的时间t
ep
；维修小组p完成所有一级待恢复区域的故障基站维修需要花费的总时间大于或等于0，且小于或等于维修小组p完成维修任务量内的一级待恢复区域的故障基站维修需要的时间t
cp
。
46.优选地，所述利用深度优先遍历的路径搜索算法求解所述电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复，包括：求解各个修复方案中所有故障基站的通信力、所有未完全恢复的二级待恢复区域的故障亏损、所有故障基站的维修成本和配电网故障的维修速度；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f1最大值的方案和与目标函数f1最大值的差值在预设的第一范围内的方案，组成方案集合a；
用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f2最小值的方案和与目标函数f2最小值的差值在预设的第二范围内的方案，组成方案集合b；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f3最大值的方案和与目标函数f3最大值的差值在预设的第三范围内的方案，组成方案集合c；用深度优先遍历搜索算法找出目标函数f4最小的方案和与目标函数f4最小值的差值在预设的第四范围内的方案，组成方案集合d；选择方案集合中目标函数f4最大值的方案作为最终的修复方案，以按照所述修复方案对所述一级待恢复区域和所述二级待恢复区域的通信故障和电力故障进行逐一恢复。
47.值得说明的是，本发明实施例所述的配电网电力与通信协调恢复装置10中各个模块的工作过程可参考上述实施例所述的配电网电力与通信协调恢复方法的工作过程，在此不再赘述。
48.本发明实施例所提供的一种配电网电力与通信协调恢复装置10，通过先按照恢复回报从大到小的顺序依次恢复重要的一级待恢复区域的通信故障，使得部分区域的供电通过配电网自愈率先恢复，节省整体供电恢复所需时间与成本，进一步地，通过构建待恢复区域的电力通信双层优化模型，协调考虑了电力侧与通信侧的故障恢复，按照电力通信双层优化模型求解得到的最终的修复方案进行故障恢复，能够及时有效地恢复配电网故障，大幅缩短灾后配电网的抢修时间，降低配电网的停电损失。
49.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。