本发明涉及电网能源调度，特别是涉及一种灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法。
背景技术：
1、近些年电网遭受的极端天气袭击更加频繁，导致大规模和长时间的停电，这往往会造成灾难性的社会后果。配电系统由于其有限的备份单元和径向拓扑结构，可能更容易受到此类极端事件的影响。幸运的是，当地电源能够在发生灾难时为配电系统提供电力支持，此时需要一种有效的负荷恢复策略，以减少经济损失和社会影响。
2、最近，在灾后配电系统负荷恢复中利用固定电力资源方面的研究取得了相当大的进展。例如，研究了分布式发电机以提高配电系统弹性。它们与线路开关和柔性负载进一步协调，减少负荷中断造成的损耗。维修人员也进行了联合优化，以加速负荷恢复。此外，微电网被认为是与灾后配电系统共享能量的可用电源。特别是，具有多个微电网的配电系统被划分为几个孤岛电力系统，以尽可能地满足负荷需求。在上述固定资源的帮助下，灾后配电系统负荷中断的影响已大大减轻。然而，由于固定资源依靠电网提供电力支持，因此在输电线路损坏的情况下，必须中断远处的负荷，从而造成严重的损失。
3、作为进一步的研究，已经研究了移动电源以增强配电系统的弹性。例如，电动公交车在飓风来临之前分配，以确保配电系统关键负荷的能量需求。电动公交车被安排用于灾后配电系统的弹性恢复。协调移动电力存储和网络重新配置以进行负荷救援。联合派遣移动电源、维修人员和网络重新配置，以加快负荷恢复。考虑到氢气运输的交通容量、行驶距离和时间延迟，调度移动氢能资源为灾后配电系统供电。协同优化移动多储能，在站点之间输送电力、冰和水，实现灾后配电系统的自我维持。相关文献同时研究了移动资源的灾前位置分配和灾后能量调度，以减少负荷损失。虽然上述移动电源可以灵活地移动到所需区域并提供电力支持，但它们在运输过程中无法与配电系统共享任何能量，从而限制了实际收益。此外，忽略了灾害后道路损坏的可能性，上述工作在现实中可能得不到支持。最后，几乎总是要求平衡节点在调度周期内保持恒定，这严重限制了配电系统的弹性，失去了潜在的好处。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，通过充分考虑转移车辆提供功率备用和配电系统平衡节点可灵活转变的因素，来实现轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行，最大限度地实现灾后配电系统的安全经济运行。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案。
3、一方面，本发明提供一种灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，包括：
4、配电系统遭遇灾害后，通过分析灾后轨道电力系统的组成结构和移动轨道发电车的运行规则，建立能够连续供电的移动轨道发电车运行模型和计及电网功率备用约束的轨道电力系统运行模型；
5、以降低灾后配电系统运行成本为目标，提出灾后配电系统最优恢复策略的目标函数，同时考虑到系统平衡节点可跳变以及柴机风电光伏备用建立平衡节点相关约束和功率备用约束；
6、利用积分和分段线性化的方法对移动轨道发电车运行模型和轨道电力系统运行模型进行求解，得到使目标函数最小的最优恢复策略；
7、根据最优恢复策略指导灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行。
8、可选地，所述通过分析灾后轨道电力系统的组成结构和移动轨道发电车的运行规则，建立能够连续供电的移动轨道发电车运行模型，具体包括：
9、轨道电力系统采用分散供电模式，轨道接触网络既能够充当灾后配电系统微网之间的电力传输通道，还能够提供潜在的平衡节点；在轨道接触网络的支持下，移动轨道发电车能够在站点和运输途中为灾后配电系统提供持续的电力支持；
10、根据以上分析，建立能够连续供电的移动轨道发电车运行模型和计及电网功率备用约束的轨道电力系统运行模型；所述移动轨道发电车运行模型包括车辆时空转移约束、故障轨道相关约束以及车辆供能特性约束；所述轨道电力系统运行模型包括线路并网运行约束、轨道接触网络运行约束以及车辆功率备用约束。
11、可选地，所述移动轨道发电车运行模型的车辆时空转移约束，具体包括：
12、
13、
14、
15、
16、
17、其中，线路ij表示站点i与站点j之间的线路；a表示所有的线路集合；表示移动轨道发电车时刻t位于线路ij；表示移动轨道发电车时刻t位于站点i；表示移动轨道发电车时刻t+1位于线路ij；表示移动轨道发电车时刻t+1位于站点j；线路jk表示站点j与站点k之间的线路；表示移动轨道发电车时刻t+1位于线路jk；表示移动轨道发电车时刻t+1位于站点i；表示移动轨道发电车时刻t-1位于线路ij；表示移动轨道发电车时刻τ位于线路ij；h表示移动轨道发电车在相邻两个站点间的行驶时间；m为一个无穷的正值。
18、可选地，所述移动轨道发电车运行模型的故障轨道相关约束，具体包括：
19、
20、
21、
22、
23、
24、其中，b-表示故障站点的集合；线路jl表示站点j与故障站点l之间的线路；表示移动轨道发电车时刻t位于线路jl；表示移动轨道发电车时刻t位于线路lj；表示移动轨道发电车时刻t位于站点l；表示移动轨道发电车时刻t-1位于线路jl；表示移动轨道发电车时刻t位于线路lf；fjl,t＝1表示移动轨道发电车在时刻t向故障站点l行驶；fjl,t-1＝1表示移动轨道发电车在时刻t-1向故障站点l行驶。
25、可选地，所述移动轨道发电车运行模型的车辆供能特性约束，具体包括：
26、
27、
28、
29、
30、其中，表示移动轨道发电车时刻t在线路ij间的行驶功率；表示移动轨道发电车的最大行驶功率；表示移动轨道发电车时刻t位于线路ji；表示移动轨道发电车时刻t在线路ij进行并网；表示移动轨道发电车时刻t在线路ij间道路电阻为r时的发电功率；表示移动轨道发电车的额定功率；rij表示线路ij间道路总电阻；表示移动轨道发电车时刻t在站点i的发电功率。
31、可选地，所述轨道电力系统运行模型的线路并网运行约束，具体包括：
32、
33、
34、
35、其中，表示时刻t线路ij的i侧开关闭合；表示时刻t线路ij的j侧开关闭合；表示轨道电力系统时刻t线路ij的i侧电流；表示轨道电力系统线路ij上的电流最大值；表示轨道电力系统时刻t线路ij的i侧注入功率；表示轨道电力系统线路ij上的注入功率最大值。
36、可选地，所述轨道电力系统运行模型的轨道接触网络运行约束，具体包括：
37、
38、
39、
40、
41、
42、其中，表示轨道电力系统时刻t线路ij的i侧注入功率；表示轨道电力系统时刻t线路ij的j侧注入功率；表示轨道电力系统时刻t线路ij的i侧注入电流；表示轨道电力系统时刻t线路ij的j侧注入电流；表示轨道电力系统时刻t线路ij的i侧道路电阻；表示轨道电力系统时刻t线路ij的j侧道路电阻；表示配电系统线路ij的道路电阻；表示轨道电力系统时刻t站点i的电压；表示轨道电力系统最小注入电压；表示轨道电力系统最大注入电压。
43、可选地，所述轨道电力系统运行模型的车辆功率备用约束，具体包括：
44、
45、
46、
47、
48、
49、
50、
51、
52、其中，表示移动轨道发电车时刻t在线路ij向i侧提供的上备用功率；表示移动轨道发电车时刻t在线路ij向i侧提供的下备用功率；[]max表示取最大值；[]min表示取最小值；表示移动轨道发电车时刻t向站点i提供的上备用功率；表示移动轨道发电车时刻t向站点i提供的下备用功率；表示移动轨道发电车时刻t向站点i提供的总上备用功率；表示移动轨道发电车时刻t向站点i提供的总下备用功率。
53、可选地，所述灾后配电系统最优恢复策略的目标函数为：min(cmrg+clab+cmt+cload)；其中，cmrg、clab、cmt和cload分别表示移动轨道发电车的总发电成本、人工成本、常规发电机组的总发电成本和总切负荷成本。
54、可选地，建立的平衡节点相关约束，具体包括：
55、
56、
57、
58、其中，表示时刻t站点i为平衡节点；c1表示位于移动轨道发电车转移路线上的平衡节点；c0表示区域内没有位于移动轨道发电车转移路线上的普通平衡节点；c表示所有的平衡节点；v0表示平衡节点电压值；表示配电系统节点i在时刻t的电压。
59、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
60、本发明提出了一种灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，首先分析灾后轨道电力系统的组成结构，明确车辆的运行规则，继而构建移动轨道发电车运行模型和计及电网功率备用约束的轨道电力系统运行模型；在此基础上，以降低灾后配电系统运行成本为目标，提出灾后配电系统最优恢复策略对应的目标函数；随后，提出了一种新的求解算法来处理提到的线路阻抗与功率方程和非线性约束，以提高结果的优越性，根据获得的最优恢复策略指导灾后配电系统运行。本发明设计的面向负荷救援的可连续供电的移动轨道发电车的调度策略充分考虑到了转移车辆提供功率备用和配电系统平衡节点可灵活转变的因素，可以实现轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行，最大限度地实现了灾后配电系统的安全经济运行。
1.一种灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述通过分析灾后轨道电力系统的组成结构和移动轨道发电车的运行规则，建立能够连续供电的移动轨道发电车运行模型，具体包括：
3.根据权利要求2所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述移动轨道发电车运行模型的车辆时空转移约束，具体包括：
4.根据权利要求3所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述移动轨道发电车运行模型的故障轨道相关约束，具体包括：
5.根据权利要求4所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述移动轨道发电车运行模型的车辆供能特性约束，具体包括：
6.根据权利要求5所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述轨道电力系统运行模型的线路并网运行约束，具体包括：
7.根据权利要求6所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述轨道电力系统运行模型的轨道接触网络运行约束，具体包括：
8.根据权利要求7所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述轨道电力系统运行模型的车辆功率备用约束，具体包括：
9.根据权利要求8所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，所述灾后配电系统最优恢复策略的目标函数为：min(cmrg+clab+cmt+cload)；其中，cmrg、clab、cmt和cload分别表示移动轨道发电车的总发电成本、人工成本、常规发电机组的总发电成本和总切负荷成本。
10.根据权利要求9所述的灾后配电系统与轨道电力系统和移动轨道发电车的协同运行方法，其特征在于，建立的平衡节点相关约束，具体包括：
