(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 202211167753.2 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 黄生俊　焦鹏　王锐　张涛　 刘亚杰　史志超　黄旭程　江波　 (74)专利代理 机构 国防科技大 学专利服 务中心 43202 专利代理师 关洪涛 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种考虑节点差异化抗毁需求的供电网络 拓扑优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑节点差异化抗毁需 求的供电网络拓扑优化方法， 包括： S1、 收集 分布 式自主供电网络节点信息； S2、 添加网络节点间 的线路长度约束L1； S3、 判断网络节点的类型， 若 为Ⅰ类节点， 则构造故障场景和生成相应的约束 条件； 若为 Ⅱ类节点， 添加两网络节点间的选择 范围约束L2， 在构造故障场景时仅考虑两故障节 点距离小于等于L2的场景， 并生成相应的约束条 件； S4、 以线路总长度最小 为优化目标， 以网络节 点的邻接矩阵为决策变量， 在步骤S3获得约束条 件下， 通过YALMIP 线性求解器求解出混合整数线 性规划模型的最优拓扑结构。 本发 明可削减决策 空间的大小， 并减少约束条件的数量， 显著地提 升计算效率。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115470602 A 2022.12.13 CN 115470602 A 1.一种考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 收集分布式自主供电网络节点信息， 所述分布式自主供电网络节点信息至少包括 节点发电能力、 负载需求、 位置坐标、 抗毁性需求类型； S2、 添加网络节点间的线路长度约束L1， 并仅对间距小于等于L1的两网络节点考虑是否 铺设线路； S3、 根据抗毁性需求类型判断网络节点的类型， 若为 Ⅰ类节点， 则构造故障场景和生成 相应的约束条件； 若为II类节点， 添加两网络节点 间的选择范围约 束L2， 在构造故障场景时 仅考虑两故障节点距离小于等于L2的场景， 并生成相应的约束条件； S4、 以线路总长度最小为优化目标， 以网络中任意两节点是否连接作为邻接矩阵， 并以 邻接矩阵为决策变量， 在步骤S3获得约束条件下， 通过YALMIP线性求解器求解出混合整数 线性规划模型的最优拓扑 结构， 所述混合整数线性 规划模型基于所述节点信息形成。 2.根据权利要求1所述的考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S1 中每个网络节 点在正常状态下的发电能力大于其负载需求， 所述 Ⅰ类节点 和II类节点分别满足不同故障场景下 的约束条件， 且所述 Ⅰ类节点需满足较简单的约束条 件， 所述II类节点则需满足复杂的约束条件。 3.根据权利要求1所述的考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中仅对间距小于等于L1的两网络节点考虑是否铺设线路的步骤具体为： 遍历网络节点的距离矩阵， 若其中的元 素大于L1， 则将邻接矩阵对应位置的元 素固定为0 。 4.根据权利要求1所述的考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征 在于， 所述 步骤S3中： 若网络节点的类型为 Ⅰ类节点， 则构造故障场景为仅需考虑其自身失去发电能力的故 障场景， 生成相应的约束条件为每 个Ⅰ类节点仅需满足自身发电故障时的负荷恢复需求； 若网络节点的类型为II类节点， 则故障场景为该II类节点自身以及另一个网络节点失 去发电能力， 每个II类节点与其在L2范围内的任一网络节点构成一个故障场景， 需要满足 每种故障场景 下两故障节点的负荷恢复需求。 5.根据权利要求1所述的考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S4中将获得的约束条件添加到混合整数线性规划模型中， 求解出最优拓扑 结构。 6.根据权利要求1所述的考虑节点差异化抗毁需求的供电网络拓扑优化方法， 其特征 在于， 所述混合整数线性 规划模型的优化目标函数为： lij＝|xi‑xj|+|yi‑yj|    (2) 式(1)表示需进行最小化的目标函数， 其中 表示节点间需要铺设的线路总长度， 表示约束无法完全满足时的惩罚 值； 式(2)表示两节点间的距离， 其中， i和j表示任 意两个节点， xi， yi和xj， yj分别表示i和j的横纵坐标， lij表示i和j之间 的曼哈顿距离； sij为权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115470602 A 20‑1决策变量， 表示i和j之间是否要设置联络线， 所有 的sij可构成一个对称的决策变量矩 阵， 在计算目标值时为避免重复， 令i＞j； δk为松弛变量； M为一个足够大的常数， 表示惩罚 比例； 所述混合整数线性 规划模型的约束条件为： rij＝sij·(gi‑di+gj‑dj)    (6) 式(3)表示线路长度约束； 式(4)表示所有与节点i相连的节点的能量供给； 式(5)表示 Ⅰ 类节点故障时可通过所有邻居节点获得的能量支撑来满足自身负载恢复需求； 式(6)表示 两故障节点间的相互供能； 式(7)表示两故障节点的公共邻居节点对二者的供能； 式(8) ‑ (11)表示变量的线性化操作； 式(12)表 示II类节 点故障时可通过两故障节 点的所有邻居的 能量供给恢复负载， 若二者连接与各自邻居节点间的线路后可实现连通， 则须同时满足二 者的负载需要， 否则仅需通过自身邻居满足该II类节点负载即可， 其中， i和j表示故障节权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115470602 A 3