配电网弹性评估方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

本发明涉及电力系统，更具体地说，它涉及配电网弹性评估方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术：

1、随着全球天气的变化，极端灾害发生的次数的越来越多，极端灾害造成电力系统大规模故障进而发生大停电事故的情况发生得愈加频繁，给电力系统带来了巨大经济的损失。由于配电网位于电力系统最末端最接近用户，配电网在极端灾害下的大停电事故会直接影响到人们的生活、社会的生产以及生命安全，因此为了分析极端灾害对配电网的影响程度，研究配电网弹性评估方法具有现实意义。

2、目前，配电网弹性评估方法已成为了国内外的研究热点。极端灾害之后，配电网受影响发生故障的元件数量多、停电的范围较大，因此，为了降低其损坏程度，提高网架的鲁棒性，通常会采取线路加固、配置分布式电源等措施，但其会增大投资成本，并且分布式电源和/或分布式光伏的接入对配电网造成的影响，例如可能会引起线路过载以及低电压问题，故而分布式电源和/或分布式光伏的接入数量的增加，增大了配电网节点电压的运行风险。

3、因此，如何对含分布式电源和/或分布式光伏接入的配电网的弹性水平进行评估，从而分析出分布式电源或分布式光伏的接入对配电网的影响，来满足配电网的安全运行，是目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供配电网弹性评估方法、装置、电子设备及可读存储介质，用以解决含分布式电源和/或分布式光伏接入配电网对配电网弹性水平的影响的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、本发明的第一方面，提供了一种配电网弹性评估方法，包括：

4、利用蒙特卡洛模拟法生成灾害场景下的多个配电网故障场景，并结合同步回代缩减法，对多个配电网故障场景进行消减，获得配电网典型故障场景；

5、获取配电网典型故障场景的参数信息，依据所述参数信息构建含分布式电源接入配电网线路的弹性评估指标，其中所述弹性评估指标包括静态指标和动态指标，所述静态指标包括线路风险参数和配电网孤岛运行的相对平均路径长度，所述动态指标包括负荷丢失率、失负荷率、孤岛供电覆盖率、支路负载平均变化率和电压平均偏移率；

6、基于层次分析法、熵权法和优劣解距离法，对所述弹性评估指标的静态指标和动态指标进行分析和排序，确定配电网线路的弹性水平。

7、在一种实现方案中，所述获取配电网典型故障场景的参数信息，包括：节点的发电功率、节点的负荷功率、线路的电流、电源节点集合、负荷节点集合、配电网线路数量、节点间的距离、配电网故障后主网供电的节点数、配电网故障后孤岛供电的节点数、配电网故障后连接到主网节点间的电气距离、配电网故障后连接到分布式电源节点间的电气距离、节点丢失的负荷功率、节点正常运行下的负荷功率、关键负荷节点数量、节点在时刻t的失负荷功率、节点在时刻t正常运行时的负荷功率、分布式电源供电区域的节点、失电节点、节点的权重、配电网发生故障后支路的功率、配电网正常运行下支路的功率、支路的额定功率、配电网发生故障后节点的电压、配电网正常运行下节点的电压。

8、在一种实现方案中，计算线路风险参数，包括：

9、根据节点的发电功率、节点的负荷功率、线路的电流、电源节点集合和负荷节点集合，计算线路的电气介数；

10、根据电气介数和配电网线路数量，计算出线路风险参数；

11、计算配电网孤岛运行的相对平均路径长度，包括：

12、根据配电网线路数量和节点间的距离，计算出量化配电网连通性的第一平均路径长度；

13、根据配电网故障后连接到主网节点间的电气距离和配电网故障后主网供电的节点数，计算出配电网主网供电的第二平均路径长度；

14、根据配电网故障后连接到分布式电源节点间的电气距离和配电网故障后孤岛供电的节点数，计算出孤岛运行网络的第三平均路径长度；

15、对第二平均路径长度和第三平均路径长度进行赋权，计算出故障状态下配电网的第四平均路径长度；

16、基于第一平均路径长度与第四平均路径长度，计算出配电网孤岛运行的相对平均路径长度。

17、在一种实现方案中，所述第一平均路径长度的计算式为其中，dij表示节点i和j间的距离，n表示配电网节点数量；

18、所述第二平均路径长度的计算式为其中，nf,main表示配电网故障后主网供电的节点数，表示配电网故障后连接到主网节点i和j间的电气距离；

19、所述第三平均路径长度的计算式为其中，nf,island表配电网故障后孤岛供电的节点数，表示配电网故障后连接到分布式电源节点i和j间的电气距离；

20、所述第四平均路径长度的计算式为

21、所述相对平均路径长度的计算式为

22、在一种实现方案中，根据节点丢失的负荷功率和节点正常运行下的负荷功率，计算负荷丢失率；

23、根据节点在时刻t的失负荷功率和节点在时刻t正常运行时的负荷功率，计算失荷率；

24、根据分布式电源供电区域的节点、失电节点和节点的权重，计算孤岛供电覆盖率；

25、根据配电网发生故障后支路的功率、配电网正常运行下支路的功率和支路的额定功率，计算支路负载平均变化率；

26、根据配电网发生故障后节点的电压和配电网正常运行下节点的电压，计算电压平均偏移率。

27、在一种实现方案中，所述负荷丢失率的计算式为其中，piloss,cr表示节点i丢失的负荷功率，pil,cr表示节点i正常运行下的负荷功率，ncr表示负荷数量；

28、所述失荷率的计算式为其中，表示节点i在时刻t的失负荷功率，表示节点i在时刻t正常运行时的负荷功率；

29、所述孤岛供电覆盖率的计算式为其中，表示分布式电源供电区域的节点，表示失电节点，αi表示节点i的权重；

30、所述支路负载平均变化率的计算式为其中，pij,f表示配电网发生故障后支路ij的功率，pij表示正常运行下支路ij的功率，pij,max表示支路ij的额定功率；

31、所述电压平均偏移率的计算式为其中，vi,f表示配电网发生故障后节点i的电压，vi表示正常运行下节点i的电压。

32、在一种实现方案中，灾害场景包括以下灾害中的任意一种：风暴、雷暴、洪涝、山火、冰灾、地震、海啸、地磁暴。

33、本发明的第二方面，提供了一种配电网弹性评估装置，包括：

34、故障场景构建模块，用于利用蒙特卡洛模拟法生成灾害场景下的多个配电网故障场景，并结合同步回代缩减法，对多个配电网故障场景进行消减，获得配电网典型故障场景；

35、评估指标计算模块，用于获取配电网典型故障场景的参数信息，依据所述参数信息构建含分布式电源接入配电网线路的弹性评估指标，其中所述弹性评估指标包括静态指标和动态指标，所述静态指标包括线路风险参数和配电网孤岛运行的相对平均路径长度，所述动态指标包括负荷丢失率、失负荷率、孤岛供电覆盖率、支路负载平均变化率和电压平均偏移率；

36、弹性评估模块，用于基于层次分析法、熵权法和优劣解距离法，对所述弹性评估指标的静态指标和动态指标进行分析和排序，确定配电网线路的弹性水平。

37、本发明的第三方面，提供了一种配电网弹性评估设备，包括：

38、存储器，用于存储计算机程序；

39、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如本发明的第一方面所述的配电网弹性评估方法的步骤。

40、本发明的第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明的第一方面所述的配电网弹性评估方法的步骤。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42、本发明针对极端灾害下含分布式电源接入的配电网的弹性评估，提出了考虑分布式电源接入的配电网灾弹性评估方法，首先，基于蒙特卡洛模拟法和同步回代缩减法构建灾害场景下的配电网典型故障场景，其次，建立包含静态指标和动态指标的弹性评估指标体系，最后基于层次分析法(ahp)-熵权法(ewm)-优劣解距离法(topsis)对弹性评估指标体系进行分析，即首先通过层次分析法计算静态指标和动态指标所包括的参数的主观权重，以及利用熵权法计算静态指标和动态指标所包括的参数的客观权重，并基于主观权重和客观权重求得综合权重，最后采用topsis对综合权重进行排序，从而故障线路的排序结果，基于此排序结果找到配电网的薄弱环节，从而评估出分布式电源接入对线路负载以及电压偏移的影响，为含分布式电源接入的配电网的弹性提升措施提供了有力支撑。