(19)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 202210878008.2 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 武汉大学 (72)发明人 龚立　田猛　王先培　王少飞　 郑涵　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 彭艳君 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/38(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种考虑光伏与线路开关状态不确定的配 电网优化方法 (57)摘要 本发明涉及配电网优化技术， 具体涉及一种 考虑光伏与线路开关状态不确定的配电网优化 方法， 首先考虑了光伏出力的不确定性， 建立一 个多时段的光伏出力模型； 接着分析配电网中线 路开关状态的不确定性， 并根据香农的信息理 论， 建立多场景下的线路开关状态不确定性模 型； 在配电网重新配置后， 使用拉丁超立方采样 方法来确定不确定性预算不同时线路开关状态； 最后考虑到最坏情况下光伏出力和线路开关状 态的不确定性， 提出了控制模型， 以最小的维护 成本提高配电网的稳定性。 该方法定性抽象光伏 出力不确定性和线路开关状态的特点， 通过调度 策略为配电网提供实用的技术支持。 减少了由光 伏出力和线路开关状态的不确定性造成的影响。 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 CN 115241869 A 2022.10.25 CN 115241869 A 1.一种考虑光伏与线路开关状态不确定的配电网优化方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： 步骤1、 建立光伏出力不确定性模型， 以实际光伏出力曲线为基础， 通过数学拟合的方 式确定最佳拟合曲线， 通过服从不同分布的光伏出力误差表征光伏出力的随机性； 步骤2、 建立线路开关状态不确定性模型， 通过实际信 息物理系统与节点系统 的对应关 系， 建立不同场景 下线路开关状态不确定数 学关系； 步骤3、 建立多目标双层规划模型； 考虑光伏功率的不确定性， 通过拟合的方式确定光 伏功率的集合； 考虑多种情况下的线路开关状态的不确定性， 使用由熵对场景进 行筛选； 将 最大的出力成本和最大的线路故障成本作为最坏的情况， 通过模拟来自调 度中心的命令最 小化维护成本； 步骤4、 结合LHS方法对模型进行求解； 将模型扩展为最小化 ‑最大化‑最大化三层规划 模型进行求 解， 使用LHS方法来确定不确定性预算 不同时线路的状态。 2.根据权利要求1所述考虑光伏与线路开关状态不确定的配电网优化方法， 其特征在 于： 步骤1的实现包括： 步骤1.1、 根据光伏发电原理， 获得光伏出力与光照强度的关系： 代表光伏出力， Pipv代表额定光伏出力， L代表光照强度， Li代表额定光照强度， Lmax代 表最大光照强度； 步骤1.2、 通过 数学拟合的方式获得光伏出力和时间的关系： Ppv＝at2+bt+c    (2) Ppv代表拟合光伏出力， 当光照强度确定时， 通过公式(1)计算的 与Ppv相同， a、 b、 c分 别代表拟合系数， t 代表时间； 通过公式(2)确定拟合系数， 建立 光照强度和时间的关系； 步骤1.3、 建立 光伏出力误差误动模型： 代表t+1时刻光伏误差出力浮动的最大值， Ptpv,f代表t+1时刻、 t 时刻根 据公式(2)获得的光伏拟合出力， 代表t+1时刻光伏误差出力， 代表t+1时刻 光伏误差实际出力， fy代表分布函数， 当y＝1时， 代表高斯分布， 当y＝2时， 代表拉普拉斯分 布， 当y＝3时， 代 表柯西分布； 建立光伏出力误差与光伏拟合出力的关系， 使用不同分布的光伏误差出力表现光伏出 力随机性； 代表本发明提出的t时刻光伏出力。权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115241869 A 23.根据权利要求1所述考虑光伏与线路开关状态不确定的配电网优化方法， 其特征在 于： 步骤2的实现包括： 步骤2.1、 建立实际信息物理系统节点系统的简化模型； 将配电网络视为节点系统， 包括节点、 发电机和线路开关； 线路开关的状态信 息由信息 通道和物理通道控制， 通过线路开关的操作， 控制输电线路； 配电网视为信息物理系 统CPS， 包括物理系统和网络系 统； 物理系统包括断路器、 隔离 开关、 互连开关、 输电线路、 负载、 发电机和储能装置， 实现电力数据的收集和传输； 网络系 统包括应用平台、 控制平台、 软件和通信系统， 通信系统包括光纤、 微波、 以太网、 路 由和载 波； 节点系统和信息物 理系统CPS通过信息通道和物理通道建立联系： 信息物 理系统CPS中 的互连开关和输电线路构成节点系统中物理通道的主体， 信息物理系统CPS 中的软件和通 信系统构成节点系统中信息通道的主体； 信息物理系统CPS中的负载简化为节点系统中的 节点； 负载收集来自电力用户的电压和电流信息； 软件用于传输数字信息； 信息物理系统 CPS中的发电机简化为光伏发电机和系统发电机； 信息物理系统CPS中的光纤和微波、 以太 网和线路通信简化节点系统中网络通道和物理通道， 硬件设备用于 收集和传输数据， 通信 设备用于接收和执行命令； 信息物理系统CPS中的断路器、 隔离开关、 互连开关并入节点系 统中的线路开关， 信息物理系统CPS 中的应用平台和控制平台简化为节点系统中的调度中 心； 步骤2.2、 建立物理设备失效模型； pphy代表物理设备 失效的概率， we1代表输电线路进行异常操作时的权重， peb代表断路器 进行异常操作时的概率， pec代表互联开关进行异 常操作时的概率， pes代表隔离开关发生异 常操作的概率， we2代表物理组件 发生异常操作的权重， pea代表物理组件执行异 常操作时的 概率， per代表物理组件执行操作失败时的概 率； 步骤2.3、 建立 通信传输失效模型； plink＝pl1*pl2*…*pln    (8) plink代表通信传输失效的概率， plink＝0表示通信传输失败已经发生， plink＝1表示通信 传输失败没有发生； pli表示信息组件的状态， pli＝0表示信息链路没有连接， pli＝1表示信 息链路已连接； n表示信息链路的数量； 步骤2.4、 建立调度控制失效模型； pcontrol＝pbitepdelay    (9) pcontrol表示调度控制失效的概率， pbite表示信息链路中出现错位的， pdelay表示信息链路 中延迟执 行的概率； 状态信息故障下， pbite、 pdelay在所有信息链中均为1； 线路开关状态不确定性的概 率(pr)为： pr＝wp1pphy+wp2plink+wp3pcontrol    (10) wp1、 wp2、 wp3是pphy、 plink、 pcontrol的标准化权重， 不同组合下的wp1、 wp2、 wp3、 pphy、 plink、 pcontrol， pr不同， 构成多种场景 下pr分布。 4.根据权利要求1所述考虑光伏与线路开关状态不确定的配电网优化方法， 其特征在权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115241869 A 3