本发明属于电力系统，具体涉及一种考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法及相关装置。
背景技术：
1、配电网是电力系统的重要组成部分，它直接关系到电能的有效传输和用户的电力供应。在现代电力系统中，提升配电网的供电能力，确保电力供应的连续性和安全性成为了迫切的需求。
2、n-1安全准则又称为单一故障安全检验法则或单一故障安全准则，是电力系统设计、运行和维护过程中的一项重要技术要求；作为一种重要的电力系统安全运行标准，n-1安全准则要求电力系统在面临任何单一设备失效的情况下仍能保持正常运行，从而确保电力供应的可靠性和稳定性，传统的配电网供电能力通常计及所有元件n-1的安全约束，但没有考虑不同元件的不同故障率，即认为所有元件故障概率是相同的。这样的假设前提限制了配电网的供电效率，同时并不能够充分体现元件差异性，和现实情况不符。
3、此外，现有技术中的解决方案往往涉及大规模的基础设施升级或昂贵的备用设备部署，这对许多电力系统运营商来说可能是不现实的。因此，开发成本效益高，易于实施，且能够在不牺牲系统安全和可靠性的前提下提升供电能力的方法，成为当前配电网研究和发展的一个关键方向。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法及相关装置，准确提供配电网的关键故障集，高效提升配电网在安全可靠前提下的供电能力，用于解决目前城市配电网普遍采用n–1安全准则限制了配电网带负荷能力的技术问题。
2、本发明采用以下技术方案：
3、考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，包括以下步骤：
4、基于配电系统n-1安全约束准则，建立考虑部分元件n-1的配电网安全域模型；
5、依据考虑部分元件n-1的配电网安全域模型，综合不同元件的年故障小时数，确定边界供电能力能量提升面积；
6、基于得到的边界供电能力能量提升面积对元件故障的重要程度进行排序，得到关键故障集，基于关键故障集进行供电措施保障。
7、优选地，考虑部分元件n-1的配电网安全域模型具体为：
8、
9、其中，w代表安全域工作点；sf,i表示馈线i的负荷功率；sf,ij表示馈线i发生故障后向馈线j转带的负荷；floss,i表示馈线i正常运行时的功率损耗；floss,ij表示馈线i在故障情况下与馈线i相连的馈线j上的损耗；cf,i表示馈线i的最大允许容量；ct,m表示主变m的额定容量；δui为馈线i正常运行电压的偏差值；un表示母线额定电压；b表示电压允许降落最低百分比；δuij表示馈线i故障后，与之相连的馈线j的电压偏差，fi为第i条馈线，tm为第m台主变，ψn-1为满足n-1安全约束的元件集合，ct,i为馈线i的额定容量。
10、优选地，考虑部分元件n-1的配电网安全域模型中，配电网中元件的集合，以及考虑部分n-1的集合分类情况具体为：
11、ψ＝{f1,f2,...,fi,...fn,t1,t2,...,tm,...tk}
12、
13、其中，ψ代表系统中馈线和主变的集合；fi表示第i条馈线，tk表示第m台主变；n为馈线总数，k为主变总数；ψn-1和ψn-0分别表示满足n-1安全约束和正常约束的元件集合。
14、优选地，边界供电能力能量提升面积aδi计算如下：
15、aδi＝ai-a-i
16、其中，ai表示元件组i发生n-1故障后的边界供电能力能量提升面积，a-i表示不考虑元件组i发生n-1故障的边界供电能力能量提升面积。
17、优选地，元件组i发生n-1故障后的边界供电能力能量提升面积ai计算如下：
18、
19、其中，bl、bm和bt分别表示在元件组i发生n-1故障期间系统能够供给的最小、中位和最大功率，ti代表元件组i年故障小时数。
20、优选地，不考虑元件组i发生n-1故障的边界供电能力能量提升面积a-i计算如下：
21、
22、其中，bl-i、bm-i和bt-i分别表示在元件组i不发生n-1故障时系统能够供给的最小、中位和最大功率，ti代表元件组i年故障小时数。
23、优选地，通过考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，对元件故障的重要程度进行排序具体为；
24、首先计算考虑系统所有元件n-1情况下的供电能力；之后遍历计算某个元件不考虑n-1情况下的供电能力；再计算考虑不同元件故障率差异的边界供电能力能量能量提升面积；根据考虑系统所有元件n-1情况下的供电能力、某个元件不考虑n-1情况下的供电能力、以及边界供电能力能量提升面积得到关键故障集。
25、第二方面，本发明实施例提供了一种考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升系统，包括：
26、构建模块，基于配电系统n-1安全约束准则，建立考虑部分元件n-1的配电网安全域模型；
27、提升模块，依据考虑部分元件n-1的配电网安全域模型，综合不同元件的年故障小时数，确定边界供电能力能量提升面积；
28、输出模块，基于得到的边界供电能力能量提升面积对元件故障的重要程度进行排序，得到关键故障集，基于关键故障集进行供电措施保障。
29、第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法的步骤。
30、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法的步骤。
31、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
32、考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，首先建立了考虑部分元件n-1的安全域模型，并首次综合元件年故障小时数，提出了边界供电能力能量提升面积的概念，将年故障小时数与供电能力构成的面积作为评价不同故障率下的元件对系统供电能力影响的定量表示，并利用基于反向回推法的配电网供电能力提升算法，迅速准确地给出影响系统供电的关键故障集；本发明可以高效提高配电网的供电能力，为配电网的设备升级和日常运维提供参考。
33、进一步的，本发明将实际运行中存在的网损加入到馈线容量约束和主变容量中，并且还补充了电压约束，使安全域模型更贴合实际运行情况。同时将故障集ψ分为两类，即满足部分元件n-1约束的ψn-1和正常运行约束的ψn-0，便于后续比较不同元件不发生故障时对供电能力的提升效果。
34、进一步的，本发明综合考虑元件故障对供电能力的影响和故障率差异两个因素，引入边界供电能力能量提升面积的概念来定量衡量某元件不发生n-1对整个配电网供电能力的提升效果，便于后续确定关键故障集。
35、进一步的，本发明首先考虑全部元件n-1时的供电能力，然后综合考虑不同故障对供电能力的影响和不同元件故障率差异得到边界供电能力能量提升面积，来确定对供电能力提升效果最佳的关键故障集，如果采取措施极大减少关键故障集中包含元件的故障率，甚至使其近似于不发生n-1故障，就可以突破考虑所有元件n-1时对配电网带负荷能力的限制，显著提高系统的供电能力与运行范围。
36、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
37、综上所述，本发明考虑部分了元件n-1的配电网供电能力提升方法，建立了考虑部分元件n-1的安全域模型，并首次综合元件故障对供电能力的影响和元件年故障小时数，提出了边界供电能力能量提升面积的概念作为评价不同故障率下的元件对系统供电能力影响的定量指标，给出影响系统供电的关键故障集。本发明采用的模型贴合实际，可以高效提高配电网的供电能力，为配电网的设备升级和日常运维提供参考。
38、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，考虑部分元件n-1的配电网安全域模型具体为：
3.根据权利要求2所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，考虑部分元件n-1的配电网安全域模型中，配电网中元件的集合，以及考虑部分n-1的集合分类情况具体为：
4.根据权利要求1所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，边界供电能力能量提升面积aδi计算如下：
5.根据权利要求4所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，元件组i发生n-1故障后的bsc能量面积ai计算如下：
6.根据权利要求4所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，不考虑元件组i发生n-1故障的边界供电能力能量提升面积a-i计算如下：
7.根据权利要求1所述的考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，其特征在于，通过考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升方法，对元件故障的重要程度进行排序具体为；
8.一种考虑部分元件n-1的配电网供电能力提升系统，其特征在于，包括：
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
