一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法专利检索

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一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法专利检索

2024-07-09 16:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于,将配电自动化终端设备的建设成本与配电网停电损失转化为配电网一次网架结构规划中的目标函数的一部分,以使配电自动化终端设备和配电网一次网架结构协同规划;具体是将一次网架结构规划作为协同规划模型的外层,将配电自动化终端设备规划作为协同规划模型的内层,协同规划模型的内层与外层之间具有相互影响的关系,外层模型负责提出配电网一次网架结构的可行解,将可行解传递给内层,内层模型负责在外层模型传递来的配电网一次网架结构的可行解基础上对配电自动化终端设备进行规划寻优,并将配电自动化终端设备的建设成本与配电网停电损失传递给外层模型,用作外层模型目标函数的一部分,完善配电网一次网架结构的规划,最终实现考虑配电自动化终端设备规划情况下的最优方案。2.根据权利要求1所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于,具体包括如下步骤:1)建立配电网一次网架结构规划模型,即外层模型,包括将配电网一次网架规划模型以网络年综合费用最小为目标函数,以及配电系统连通性约束、配电网辐射状结构约束、负载约束和电压约束;2)建立配电自动化规划模型,即内层模型,包括以配电自动化终端设备投资建设年费和停电损失费用之和最小为目标函数,以及供电可靠性约束;3)分别利用二进制粒子群算法求解配电网一次网架结构规划模型和利用整数粒子群算法求解配电自动化规划模型。3.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤1)所述的配电网一次网架规划模型以网络年综合费用最小为目标函数,表示如下:minF=Finv+Fs+Floss+Foper+Fw      (1)其中,Finv表示网架的建设投资费用等年值;Fs表示配电自动化终端及附属设施投资的等年值;Floss表示年网损总费用;Foper表示年配电网总运维费用;Fw表示配电网年停电故障损失;目标函数中网架的建设投资费用等年值和年网损总费用的计算公式分别如下:Floss=T·Closs·Ploss            (3)其中,d表示贴现率;xfl,i表示第i条待建设线路的状态,1表示建设,0表示不建设;y1表示配电网网架使用年限;T表示一个运行周期小时数;Closs表示单位网损费用;Ploss表示网损功率;Sfl,i表示第i条待建设线路的单位建设成本。4.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤1)所述的:(1)配电系统连通性约束:每个负荷节点与其他负荷节点及源节点形成联络,不能出现孤岛情况;(2)配电网辐射状结构约束:国内配电网大多是辐射状结构,因此在规划时要保证网络结构为辐射状,不能有环网;(3)负载约束:每个变电站所带的总负荷不能超过变电站所携带的最大负载限制;(4)电压约束:负荷节点的电压必须在规定范围内,即电压降不能超过规定值。5.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤2)所述的以配电自动化终端设备投资建设年费和停电损失费用之和最小为目标函数表示如下:minF=Fs+Foper+Fw             (4)Foper=(Finv+Fs)·α               (6)Fw=EENS·R               (7)其中,Fs表示配电自动化终端及附属设施投资的等年值;Foper表示年配电网总运维费用;Fw表示配电网年停电故障损失;Finv表示网架的建设投资费用等年值;N1和N2分别表示二遥终端和三遥终端数量;CS2和CS3分别表示二遥终端和三遥终端投资单价;j表示投资回报率;y2表示设备的使用年限;α表示运维费用比例;EENS表示缺供电量;R表示产电比。6.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤2)所述的供电可靠性约束表示如下:其中,ASAI为配电网平均供电可用率,用来评价配电网可靠性;N3为配电网中总用户数;N4为故障用户数;Tf为一年中故障停电总时间。7.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤3)所述的利用二进制粒子群算法求解配电网一次网架结构规划模型,包括:(1)编码,设置粒子群中粒子的维度等于待建线路数量,将待建线路按设定顺序排列,粒子的第n位编码表示第n个待建线路是否建设,1表示建设,0表示不建设;(2)设置迭代次数为1,将所有粒子中满足配电系统连通性约束、配电网辐射状结构约束、负载约束和电压约束的配电网一次网架结构传递给配电自动化规划模型,读取配电自动化规划模型优化结束后传递回来的配电自动化终端设备投资建设年费和停电损失费用之和;(3)计算配电网一次网架结构规划模型的目标函数;(4)将每个粒子在每次迭代中目标函数最优的粒子作为个体最优值和将所有个体最优值中目标函数最优的粒子作为全局最优值,更新粒子的速度与位置,速度更新公式与基本粒子群算法一致,速度更新公式与位置更新公式如下所示:vi=ω·vi+c1·rand(0,1)·(Pi-xi)+c2·rand(0,1)·(Pg-xi)      (9)xi为粒子当前位置;vi为粒子当前速度;c1 c2为某一常数;rand(0,1)为0到1之间的随机数;Pi为局部最优解;Pg为全局最优解;Sigmoid函数是一个S型函数:(5)检验所有更新的粒子是否满足配电系统连通性约束、配电网辐射状结构约束、负载约束和电压约束,将不满足上述约束的粒子还原为粒子更新前的位置;(6)判断是否满足设置的最大迭代次数,不满足则迭代次数加1,跳至第(2)步继续循环,满足则将当前全局最优解作为配电网一次网架结构规划模型的解。8.根据权利要求2所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法,其特征在于步骤3)所述的利用整数粒子群算法求解配电自动化规划模型,包括:(1)编码,设置粒子群中粒子的维度等于建设的配电自动化终端设备数量,由于配电自动化终端设备只建设在用电负荷节点附近,即每条配电线路的始端和末端,因此配电自动化终端设备的数量等于配电网建设的线路数量的两倍,粒子每一维的取值范围有1、2、3和4这四个值,其中1代表没有建设自动化终端设备、2代表建设分段开关、3代表建设二遥设备、4代表建设三遥设备;(2)设置迭代次数为1,计算所有粒子中满足供电可靠性约束的粒子的目标函数,将每个粒子在每次迭代中目标函数最优的粒子作为个体最优值和将所有个体最优值中目标函数最优的粒子作为全局最优值,更新粒子的速度与位置,速度更新公式与位置更新公式如下:vi=ω·vi+c1·rand(0,1)·(Pi-xi)+c2·rand(0,1)·(Pg-xi)      (12)xi为粒子当前位置;vi为粒子当前速度;c1 c2为某一常数;rand(0,1)为0到1之间的随机数;Pi为局部最优解;Pg为全局最优解;Sigmoid函数是一个S型函数:(3)检验所有更新的粒子是否满足供电可靠性约束,将不满足供电可靠性约束的粒子还原为粒子更新前的位置;(4)判断是否满足设置的最大迭代次数,不满足则迭代次数加1,跳至第(2)步继续循环,满足则将当前全局最优解作为配电自动化规划模型的解传递给配电网一次网架结构规划模型。



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