一种配电网网络重构方法、装置、终端设备和存储介质

1.一种配电网网络重构方法，其特征在于，包括：以最小化传输线路开关投切成本为第一阶段目标函数，以最小化最恶劣灾害场景下负荷损失为第二阶段目标函数，构建二阶段鲁棒优化模型，作为配电网网络重构模型；其中，所述第二阶段目标函数为双层优化函数，所述第二阶段目标函数的内层目标函数以最小化负荷损失为目标函数，所述第二阶段目标函数的外层目标函数以最大化灾害场景下的负荷损失为目标函数；为所述第一阶段目标函数构建第一约束集；其中，所述第一约束集包括：网络径向约束、最大交换机数量约束、节点功率平衡约束、分布式电源功率约束、储能系统功率约束、储能系统功率变化约束、负荷有功功率约束、辅助变量约束和迭代算法约束；所述辅助变量为考虑了灾害场景下传输线路断开后节点之间的有功潮流功率；为所述外层目标函数构建第二约束集；其中，所述第二约束集包括：传输线路故障概率约束、同时刻故障传输线路数量约束、灾害场景下传输线路状态转移约束和故障恢复时间约束；为所述内层目标函数构建第三约束集；其中，所述第三约束集包括：节点功率平衡约束、分布式电源功率约束、储能系统功率约束、负荷有功功率约束和辅助变量约束；根据所述第一约束集、第二约束集和第三约束集，求解所述配电网网络重构模型，得到传输线路开关投切成本最小且最恶劣灾害场景下负荷损失最小时传输线路的在网络重构后的目标开关状态，作为求解结果；根据所述求解结果，对配电网的传输线路的开关状态进行调节。 2.如权利要求1所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述以最小化传输线路开关投切成本为第一阶段目标函数，以最小化最恶劣灾害场景下负荷损失为第二阶段目标函数，构建二阶段鲁棒优化模型，作为配电网网络重构模型，包括：获取所述配电网中每一传输线路在灾害场景下的实际运行状态二元变量、传输线路断开成本、传输线路连接成本、配电网中每一节点的实际负荷以及配电网中每一节点的设计负荷；根据所述配电网中每一传输线路的所述实际运行状态二元变量、传输线路断开成本和传输线路连接成本，构建以最小化传输线路开关投切成本为目标的函数，作为所述第一阶段目标函数；根据所述配电网中每一节点的所述实际负荷和设计负荷，构建以最小化最恶劣灾害场景下负荷损失为目标的函数，作为第二阶段目标函数；根据所述第一阶段目标函数和第二阶段目标函数，构建二阶段鲁棒优化模型，作为配电网网络重构模型；其中，所述第一阶段目标函数的表达式为：式中，x表示第一阶段目标函数的决策变量； 表示第一约束集；l表示配电网中某一条传输线路；L表示配电网中全部传输线路的集合；C con 表示传输线路连接成本；C dis 表示传输线路断开成本；α l (t)为表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态的二元变量，α l (t)＝1表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态保持开启，α l (t)＝0表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态没有保持开启；A l (t)为表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际运行状态的二元变量，A l (t)＝1表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际状态为开启，A l (t)＝0表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际状态为关闭；η表示系统各节点负载损失的总和；所述第二阶段目标函数的表达式为：式中，u表示外层目标函数的决策变量； 表示第二约束集；y表示内层目标函数的决策变量； 表示第三约束集；t表示某一时刻；t n 表示配电网受灾总时长；i表示配电网中某一节点；N表示配电网中全部节点的集合；P i D 表示节点i的设计负荷； 表示节点i在时刻t的实际负荷；所述配电网网络重构模型的表达式为： 3.如权利要求1所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述网络径向约束的表达式为：式中，t表示某一时刻；i表示配电网中某一节点；j表示配电网中某一节点；N表示配电网中全部节点的集合；N(i)表示配电网中可能与节点相链的子节点集合；β ij (t)为表示配电网中第i个节点和第j个节点在时刻t的父子关系的二元变量，β ij ＝1表示配电网中第i个节点在时刻t为第j个节点的父节点，β ij ＝0表示配电网中第i个节点在时刻t不为第j个节点的父节点；β ji (t)为表示配电网中第i个节点和第j个节点在时刻t的父子关系的二元变量，β ji ＝1表示配电网中第j个节点在时刻t为第i个节点的父节点，β ji ＝0表示配电网中第j个节点在时刻t不为第i个节点的父节点；α l (t)为表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态的二元变量，α l (t)＝1表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态保持开启，α l (t)＝0表示传输线路l在时刻t网络重构后的开关状态没有保持开启；l表示配电网中某一条传输线路；L表示配电网中全部传输线路的集合；所述最大交换机数量约束的表达式为：式中，A l (t)为表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际运行状态的二元变量，A l (t)＝1表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际状态为开启，A l (t)＝0表示传输线路l在时刻t灾害场景下的实际状态为关闭；SW max 表示网络重构策略中能够改变运行状态的最大传输线路数量；所述节点功率平衡约束的表达式为：式中， 为考虑了传输线路断开状态后在时刻t时节点i和节点j之间的有功潮流功率； 表示节点i在时刻t的实际负荷； 表示节点i在时刻t时储能系统的有功功率； 表示节点i在时刻t时分布式电源的有功功率；所述分布式电源功率约束的表达式为：式中， 表示节点i处分布式电源最大有功功率；N DG 表示配电网中连有分布式电源的节点集合；所述储能系统功率约束的表达式为：式中， 表示节点i处储能系统最大充电有功功率； 表示节点i处储能系统最大放电有功功率； 表示在时刻t时节点i处储能系统的实际容量； 表示储能系统最大容量；N ESS 表示配电网中连有储能系统的节点集合；所述储能系统功率变化约束的表达式为：式中， 表示在时刻t时节点i处储能系统充电有功功率； 表示在时刻t时节点i处储能系统放电有功功率；η chi 表示节点i处储能系统充电效率；η disi 表示节点i处储能系统放电效率；所述负荷有功功率约束的表达式为：式中，P i D 表示节点i的设计负荷；所述辅助变量约束的表达式为：式中，p ij (t)为没有考虑传输线路断开状态时在时刻t时节点i和节点j之间的有功潮流功率，当且仅当α l (t)＝1且u l (t)＝1时 u l (t)为表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态的二元变量，u l (t)＝1表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态为开启，u l (t)＝0表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态为关闭；P max 表示传输线路l能承载的最大有功功率；所述迭代算法约束的表达式为：式中， 表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下节点i的实际负荷；表示使用列与约束生成算法迭代过程中的新增变量。 4.如权利要求1所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述传输线路故障概率约束的表达式为：式中，t表示某一时刻；Prob l (t)表示传输线路l在时刻t的时变故障概率；Π为预设的时变故障概率阈值； 为表示传输线路l在时刻t受灾故障的二元变量， 表示传输线路l在时刻t受灾导致故障， 表示传输线路l在时刻t受灾但未故障；所述同时刻故障传输线路数量约束的表达式为：式中，I l (t)为表示传输线路l在时刻t生成的灾害场景下受灾可用性的二元变量，I l (t)＝1表示传输线路l在时刻t生成的灾害场景下受灾但仍然可用，I l (t)＝1表示传输线路l在时刻t生成的灾害场景下受灾导致不可用；l表示配电网中某一条传输线路；L表示配电网中全部传输线路的集合；Num L 表示配电网中传输线路的总数量；OFF max 表示同一时刻允许因受灾导致故障的最大传输线路总数量；所述灾害场景下传输线路状态转移约束的表达式为：式中，I l (t-1)为表示传输线路l在时刻t-1生成的灾害场景下受灾可用性的二元变量，I l (t-1)＝1表示传输线路l在时刻t-1生成的灾害场景下受灾但仍然可用，I l (t-1)＝1表示传输线路l在时刻t-1生成的灾害场景下受灾导致不可用； 为表示灾害场景在时刻t对受灾的传输线路l影响消退的二元变量， 表示受灾的传输线路l在时刻t-RT之前受灾导致的故障在时刻t恢复， 表示传输线路l在时刻t没有故障恢复过程；所述故障恢复时间约束的表达式为：式中， 为表示灾害场景在时刻t+RT对受灾的传输线路l影响消退的二元变量， 表示受灾的传输线路l在时刻t之前受灾导致的故障在时刻t+RT恢复， 表示传输线路l在时刻t+RT没有故障恢复过程；RT表示预设的恢复时间。 5.如权利要求4所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述为所述外层目标函数构建第二约束集，包括：针对所述配电网中的每一传输线路，获取所述传输线路上每一杆塔处的杆塔处风速和杆塔处降水量；将所述传输线路均分为若干个节段，获取每一节段处的节段处风速和节段处降水量；根据每一杆塔的杆塔处风速和杆塔处降水量，计算每一杆塔处的等效风速；根据每一杆塔处的等效风速，计算每一杆塔在灾害场景下的杆塔故障概率；根据每一节段处的节段处风速和节段处降水量，计算每一节段在灾害场景下的节段故障概率；根据所述传输线路上所有杆塔的杆塔故障概率和所有节段的节段故障概率，计算所述传输线路的传输线路故障概率；根据所述传输线路故障概率，构建所述第二约束集；其中，所述等效风速的计算公式为：式中，V * (r tw (t),t,h d )表示杆塔处的等效风速；t表示灾害持续的时刻，记灾害形成时t＝0；r tw (t)表示杆塔位置到台风中心的距离；h d 表示受灾地域基本风速的高度；V(r tw (t),t,h d )表示杆塔处风速；RA(r tw (t),t)表示杆塔处降水量；v 0 、v 1 、v 2 、v 3 、v 4 和v 5 均为预设的常数；所述杆塔故障概率的计算公式为：式中，Prob tw,i (t)表示在时刻t时传输线路上第i个杆塔的杆塔故障概率；x tw,i (t)为辅助代换量，定义为等效风速 的自然对数；μ tw,i 表示x tw,i (t)的平均值；σ tw,i 表示x tw,i (t)的标准差；所述节段故障概率的计算公式为：式中，λ sg,j (t)表示在时刻t时传输线路上第j个节段的节段故障概率；L sg 表示节段的长度；V(r sg (t),t,h d )表示节段处风速；RA(r sg (t),t)表示节段处降水量；V sgd 表示节段的设计风速；RA sgd 表示节段的设计降水量；a sg 、b sg 、c sg 和d sg 均为预设的常数；所述传输线路故障概率的计算公式为：式中，Prob l (t)表示在时刻t时传输线路l的故障概率；n tw 表示传输线路上的杆塔总数；n sg 表示传输线路上的节段总数。 6.如权利要求1所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述节点功率平衡约束的表达式为：式中，t表示某一时刻；i表示配电网中某一节点；j表示配电网中某一节点；N表示配电网中全部节点的集合；N(i)表示配电网中可能与节点相链的子节点集合； 为考虑了传输线路断开状态后在时刻t时节点i和节点j之间的有功潮流功率； 表示节点i在时刻t的实际负荷； 表示节点i在时刻t时储能系统的有功功率； 表示节点i在时刻t时分布式电源的有功功率；所述分布式电源功率约束的表达式为：式中， 表示节点i处分布式电源最大有功功率；N DG 表示配电网中连有分布式电源的节点集合；所述储能系统功率约束的表达式为：式中， 表示节点i处储能系统最大充电有功功率； 表示节点i处储能系统最大放电有功功率； 表示在时刻t时节点i处储能系统的实际容量； 表示储能系统最大容量；N ESS 表示配电网中连有储能系统的节点集合；所述负荷有功功率约束的表达式为：式中，P i D 表示节点i的设计负荷；所述辅助变量约束的表达式为：式中，p ij (t)为没有考虑传输线路断开状态时在时刻t时节点i和节点j之间的有功潮流功率，当且仅当α l (t)＝1且u l (t)＝1时 u l (t)为表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态的二元变量，u l (t)＝1表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态为开启，u l (t)＝0表示在时刻t的最恶劣的灾害场景下传输线路l开关状态为关闭；P max 表示传输线路l能承载的最大有功功率。 7.如权利要求1所述的配电网网络重构方法，其特征在于，所述根据所述求解结果，对配电网的传输线路的开关状态进行调节，包括：结合所述求解结果和传输线路在灾害场景下初始时刻的实际运行状态，生成针对每一传输线路的开关调整策略；根据所述开关调整策略，对每一传输线路的开关状态进行调整。 8.一种配电网网络重构装置，其特征在于，包括：目标函数构建模块、约束集构建模块、求解模块和调节模块；所述目标函数构建模块，用于以最小化传输线路开关投切成本为第一阶段目标函数，以最小化最恶劣灾害场景下负荷损失为第二阶段目标函数，构建二阶段鲁棒优化模型，作为配电网网络重构模型；其中，所述第二阶段目标函数为双层优化函数，所述第二阶段目标函数的内层目标函数以最小化负荷损失为目标函数，所述第二阶段目标函数的外层目标函数以最大化灾害场景下的负荷损失为目标函数；所述约束集构建模块，用于为所述第一阶段目标函数构建第一约束集；其中，所述第一约束集包括：网络径向约束、最大交换机数量约束、节点功率平衡约束、分布式电源功率约束、储能系统功率约束、储能系统功率变化约束、负荷有功功率约束、辅助变量约束和迭代算法约束；所述辅助变量为考虑了灾害场景下传输线路断开后节点之间的有功潮流功率；为所述外层目标函数构建第二约束集；其中，所述第二约束集包括：传输线路故障概率约束、同时刻故障传输线路数量约束、灾害场景下传输线路状态转移约束和故障恢复时间约束；为所述内层目标函数构建第三约束集；其中，所述第三约束集包括：节点功率平衡约束、分布式电源功率约束、储能系统功率约束、负荷有功功率约束和辅助变量约束；所述求解模块，用于根据所述第一约束集、第二约束集和第三约束集，求解所述配电网网络重构模型，得到求解结果；所述调节模块，用于根据所述求解结果，对配电网的传输线路的开关进行调节。 9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的配电网网络重构方法。 10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的配电网网络重构方法。