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摘要：本发明公开了基于通导融合电力应急无人机的新型配电系统灾后负荷恢复方法，具体包括：基于新型配电系统信息物理耦合特征，通过建立信息‑物理协同恢复框架，包含配电系统负荷恢复框架、信息网络恢复框架及通导融合无人机‑信息网络协同恢复框架，实现灾后配电系统的快速恢复。除此外，本发明还提出了一种配电系统通导融合无人机接入及灾后信息–物理协同恢复优化模型，通过对无人机接入及灾后信息‑物理协同恢复系统模型进行优化，最大化无人机接入模型后的系统效益，以提高无人机在新型配电系统灾后负荷恢复场景中的效用。

主权项：1.基于通导融合电力应急无人机的新型配电系统灾后负荷恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、建立灾后新型配电系统信息-物理通导融合无人机协同恢复框架，包括配电系统负荷恢复框架、信息网络恢复框架和通导融合无人机-信息网络协同恢复框架，所述三类恢复框架具体如下：1基于配电系统建立配电系统负荷恢复框架，在灾后恢复过程中，以母线节点和输电线路集合形式构建配电系统拓扑结构，同时配电系统络各节点接有负荷，并且其中部分节点配备有黑启动电源，使此部分节点具备快速恢复能力；2基于通信网络建立信息网络恢复框架，将通信网络的有线网络部分视为与配电系统的耦合结构，并以信息节点和通信线路集合形式构建通信网络拓扑结构，同时信息节点具备数据交换机和信息控制中心组成，同一个交换机与多个配电系统节点耦合；信息网络中的每个节点对应一个交换机或控制中心，其中，每个交换机及其下属传感装置的正常允许依赖配电系统对应供电线路的电能供给；3基于通导融合电力应急无人机建立通导融合无人机-信息网络络协同恢复框架，在重点负荷区域附近接入通导融合电力应急无人机，在灾后恢复过程中通导融合电力应急无人机作为移动终端处理和发送数据，代替交换机实现对应配电系统节点传感信息的传输与控制信号的下发，并为抢修人员提供导航定位服务，以在有线通信网络恢复前实现配电系统可观性的快速恢复和孤岛拓扑的快速重建；步骤2、构建新型配电系统通导融合电力应急无人机接入和灾后信息-物理协同恢复优化模型，具体如下：1构建优化问题的目标函数，所述优化问题的目标函数包括两部分，分别为负荷损失成本closs和通导融合电力应急无人机接入成本caccess，表达式具体如下：mincloss+caccess 式中：τ为模型分析的时间间隔，T为总时段数；NP为配电系统节点集合，为初始配备通导电力巡检无人机的配电系统节点集合；εi为配电系统节点i的负荷权重系数；为配电系统节点i在时间t的负荷恢复量；ω为接入通导融合电力应急无人机的负荷-金钱转化系数，cs为通导融合电力应急无人机的接入成本，为示节点i是否接入无人机通信服务的0-1变量，其为1表示节点i已接入，为0则未接入；2构建新型配电系统恢复约束，所述约束具体如下：新型配电系统恢复路径约束： 式中：NP表示配电系统中的节点集合，LP表示配电系统中的线路集合，表示配电系统中的黑启动电源节点集合；为配电系统中的节点连接矩阵，表示存在i和j间的可恢复路径；新型配电系统恢复时间约束： 式中：表示配电系统节点i恢复供电的时间；为配电系统中的节点间开关动作时间矩阵，其元素表示节点i、j间开关动作所需时间，表示节点i处的黑启动电源自启动时间；表示配电系统节点i已恢复供电，且恢复路径的目标节点j恢复信息可观的时间，为配电系统节点i恢复有线信息网络可观的时间，表示配电系统节点i的无人机通信接入时间，M为一充分大的常数；在此基础上，以一0-1变量矩阵表示各时段配电系统节点恢复情况，其元素表示配电系统节点在时段t恢复供电，则其满足如下约束： 新型配电系统恢复初始状态约束： 式中：和分别表示无法恢复的配电系统节点集合和无法闭合的线路集合；配电系统潮流状态约束： 式中：和表示在节点i的黑启动电源在时间t的有功和无功出力；PiG,min和PiG,max表示节点i处黑启动电源的有功出力下限和上限；和表示节点i处黑启动电源的无功出力下限和上限；和表示其最大下调上调功率速率；3构建信息网络恢复约束信息网络恢复路径约束： 式中：NC表示信息网络节点集合，LC表示信息网络线路集合，表示信息网络中的中央服务器所在节点；为信息网络中的节点连接矩阵；信息网络恢复时间约束： 式中：表示抢修队完成第d步修复的时间；Trx表示修复时间函数，其值为同时修复x个信息网络节点所需的抢修时间，一般随同时修复节点数量的增加而延长；freqd表示修复顺序为d的信息网络节点总数；da表示节点a的修复顺序；FCda表示在抢修拓扑中，节点a的父节点的修复顺序；表示信息网络节点a的恢复完成时间；Id,a为判断变量，在da＝d时，其值为1，否则为0；信息网络流量约束： 另以一0-1变量矩阵表示各时段配电系统节点在信息网络恢复可观的情况，构建如下约束： 式中：表示配电系统节点i恢复有线信息网络可观的时间；表示负责转发配电系统节点i处的传感器所得观测数据的交换机所在的信息网络节点；此外，考虑线路流量限制，有如下约束： 式中：表示信息网络节点a处交换机所连接的配电系统节点集合，fiC为传感器观测配电节点i产生的数据流量；表示信息网络节点a在时间t输入的数据流量，表示输出的数据流量；为表示配电系统线路g在时间t的恢复情况的0-1变量，表示线路恢复；表示流经线路g的最大数据流量；为线路g和节点a的连接关系变量，若g＝a,b，即线路g连接节点a和b且连接方向为从a至b，则n≠a或b；信息网络初始状态约束： 式中：和分别表示无需恢复的信息网络节点集合和线路集合；信息网络供能约束： 式中：表示为信息网络节点a处的交换机供电的配电系统节点集合，包括主要供电线路接入节点和备用供电线路接入节点；为指示配电系统节点i在时间t是否达成交换机供电要求的0-1变量，表示其在时间t的负荷恢复比例大于供电所需最小比例α，可以恢复交换机供电；表示信息网络节点a恢复供能的时间点；4通导融合无人机协同通信约束通导融合无人机接入约束： 式中：为具备通导融合无人机机巢的备选配电系统节点；为节点i接入通导融合无人机的时间，为节点i失去通导融合无人机通信信号的时间，若表示节点i在恢复过程中无通导融合无人机接入；表示通导融合无人机接入的0-1变量，表示在节点i配置终端；通导融合无人机协同恢复路径约束： 式中：表示无人机机巢节点集合；表示无人机恢复线路集合；为无人机通信恢复路径矩阵；通导融合无人机通信容量约束： 式中：MS和MF分别表示通导融合无人机通信的节点数量限制和最大流量限制；使用一0-1变量矩阵表示各时段配电系统节点通导融合无人机通信情况，其元素表示配电系统节点i在时段t存在通导融合无人机通信信号；通导融合无人机通信持续时间约束： 式中：表示转发配电系统节点i的观测数据的交换机所在信息网络节点；为指示节点i有线通信网络可观恢复时间与负荷恢复时间先后关系的0-1变量；步骤3、约束条件线性化，上述配电系统通导融合无人机接入及灾后信息–物理协同恢复优化模型是非线性的，引入辅助变量手段，使其等效为一个混合整数线性规划MILP问题；步骤4、利用GUROBI求解器求解MILP问题，得到优化问题解，即在通导融合电力应急无人机协同下的新型配电系统灾后负荷损失最小化策略。

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