【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于配電網搶修，涉及一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法及相關裝置。
技術介紹
1、在現代社會，電力系統是支撐經濟發展和居民生活的關鍵基礎設施。然而，在極端氣候災害如暴雨、臺風等情況下，電力系統尤其是配電網常常會受到嚴重破壞，導致大范圍停電。這類災害不僅損毀電力設施，還可能破壞通信網絡，給配電網的搶修工作帶來重大挑戰。配電網的搶修過程中，及時、有效的通信是確保搶修隊伍快速響應、合理分配資源以及優化搶修策略的重要保障。然而，在通信網絡受到破壞的情況下，搶修隊伍的調度與協調變得困難，無法實現實時的信息共享和指揮，進而導致搶修工作效率下降、停電時間延長、經濟損失增加。
2、傳統的配電網災后搶修多側重于電力設備的恢復，即研究電網搶修小隊與應急物資的調度問題，現有的災后搶修方法主要包括以下幾種：1）故障定位與搶修小隊路徑規劃。2）應急物資與搶修隊伍的協同調度。3）遠程控制與自動化設備的輔助。
3、現有災后搶修研究主要考慮到故障搶修時長的不確定性，采用滾動式優化和多時間斷面決策方法，統一決策并動態更新配電網內的故障搶修小隊和應急物資的時空協同優化調度計劃，這類研究能很好地滿足策略制定的實時性，但忽視了在災后搶修過程中通信系統的關鍵作用，通信系統對于協調各搶修小隊、及時傳遞搶修指令和修復進度至關重要。在災后電網修復過程中，若通信系統中斷，搶修人員無法及時獲得調度指令，只能根據現場情況自行判斷，將導致搶修效率下降，甚至可能錯過重要的修復時機；此外，通信恢復對于確保搶修人員的安全也至關重要。在惡劣天氣條件下，
4、綜上所述，亟待開發一種在暴雨等極端災害場景下考慮無人機通信-配電網的協同優化搶修調度策略，以保障人員安全、信息傳遞順暢的前提下，實現高效率搶修，減少搶修用時及配電網負荷損失的目標。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法及相關裝置，以解決現有技術在極端惡劣天氣下通信不暢，影響搶修效率，造成配電網負荷損失的技術問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案予以實現：
3、第一方面，本專利技術提供一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，包括以下步驟：
4、建立以故障點通信全覆蓋為目標的無人機部署模型；使用離散化的位置集合覆蓋模型將待部署區域離散為點集，然后通過所述無人機部署模型得到無人機的最佳待懸停位置；
5、引入路徑表和時間向量，通過路徑約束和時間約束建立無人機通信路徑規劃模型；
6、以災后搶修階段配電網停電損失最少和故障搶修時間最短為目標，通過故障搶修與物資調度及無人機通信時序耦合約束、搶修小隊調度約束和配電網運行約束建立配電網搶修調度模型；
7、基于所述無人機的最佳待懸停位置，通過所述無人機通信路徑規劃模型和配電網搶修調度模型，進行滾動決策，得到通信基站與配電網協同的搶修策略。
8、進一步地，所述無人機部署模型的表達式為：
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15、式中， n為離散點個數； c表示故障點； k表示離散點；表示故障點 c被離散點 k處的基站覆蓋的情況；為0-1的變量，表示離散點k是否被選作基站工作點；為離散點集合；為待部署區域的故障點集合；表示故障點坐標；表示離散點坐標；為無人機通信基站的覆蓋半徑；表示故障點與離散點之間的距離和無人機通信基站覆蓋半徑的關系；表示無人機覆蓋范圍內故障點的數量上限。
16、進一步地，所述路徑約束的表達式為：
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22、式中，表示倉庫點集合；表示工作點集合；表示從倉庫出發的無人機數量；為表示無人機在同一個點不動的狀態；為第一點位標識；為第二點位標識；為0-1變量，若無人機在某一時段沿 i點移動到 j點，則=1，否則=0；為表示與相反的移動路徑；為0-1變量，在無人機從 h點返回 i點時取1；為所有待搶修故障點數量；為第三點位標識；
23、所述時間約束的表達式為：
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30、式中，無人機到達工作點的時刻；表示搶修基站開始移動的初始時刻；為第一點位標識；為倉庫點集合；無人機離開工作點的時刻；為設置的時間長度最大值；為無人機從點移動到點的飛行時長；為點通信維修用時；為預設系數；為0-1變量，若無人機在某一時段沿 i點移動到 j點，則=1，否則=0；表示工作點集合；為第二點位標識；為無人機在點停留的最小時長；為搶修小隊搶修點用時；為搶修小隊搶修點用時；為所有待搶修故障點數量。
31、進一步地，所述無人機通信路徑規劃模型的表達式為：
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36、式中，為搶修順序決策函數；為負荷停電損失；為首個選址點布置用時；為配電網搶修小隊屬性，等于負責搶修故障點的小隊與間的路程用時以及負責搶修該點的小隊已搶修的各個故障點的總用時之和；為常數；為搶修故障點的小隊距該故障點的路程時間；為搶修小隊a與第一個故障點間的路程用時；為第一個故障點維修用時；為搶修小隊a開始搶修工作到a/b小隊搶修完上一個故障點的總用時；為第 h個故障點維修用時。
37、進一步地，所述故障搶修與物資調度及無人機通信時序耦合約束的表達式為：
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42、式中，為各故障點搶修情況集合，集合內均為0-1變量；表示第一個故障點搶修情況，正在搶修時取值為1，等待搶修時取值為0；表示第二個故障點搶修情況，正在搶修時取值為1，等待搶修時取值為0；表示第三個故障點搶修情況，正在搶修時取值為1，等待搶修時取值為0；表示第四個故障點搶修情況，正在搶修時取值為1，等待搶修時取值為0；表示第個故障點搶修情況，正在搶修時取值為1，等待搶修時取值為0；為各故障點通信恢復情況集合，集合內均為0-1變量；表示第一個故障點通信恢復情況，通信已恢復時取1，不足時取0；表示第二個故本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述無人機部署模型的表達式為：
3.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述路徑約束的表達式為：
4.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述無人機通信路徑規劃模型的表達式為：
5.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述故障搶修與物資調度及無人機通信時序耦合約束的表達式為：
6.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述配電網搶修調度模型的表達式為：
7.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述基于所述無人機的最佳待懸停位置，通過所述無人機通信路徑規劃模型和配電網搶修調度模型，進行滾動決策，得到通信基站與配電網協同的搶修策略的步驟，具體包括：
8.一種無人機通信
9.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-7任一項所述方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述無人機部署模型的表達式為：
3.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述路徑約束的表達式為：
4.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述無人機通信路徑規劃模型的表達式為：
5.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述故障搶修與物資調度及無人機通信時序耦合約束的表達式為：
6.根據權利要求1所述的一種無人機通信基站與配電網協同的搶修方法，其特征在于，所述配電網搶修調度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：上官甲天，裴迅，蔣程，王喬森，邱歡，汪海濤，高連杰，代志強，徐正，于洋，
申請(專利權)人：國網北京市電力公司，
類型：發明
國別省市：
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