CN103116812A - 一种新型的变电站布点方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的变电站布点方法，包括步骤：（1）以最小投资和运行费用为目标函数，采用外点法构建变电站的适应度函数；（2）根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S；（3）在确定了规划水平年新建变电总容量之后，根据当地电力部门对于饱和年变电站总容量组成要求；（4）为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间；（5）利用DE算法对变电站站址的横纵坐标以及容量进行求解，并输出结果；（6）对落在了不可建站区域内的边界站点，通过对该站址坐标方向添加一变步长移动向量改变其站点位置，使其落在可建站区域内。

Description

一种新型的变电站布点方法

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，具体涉及一种新型的变电站布点方法。

背景技术

变电站布点规划是指以城市变电站现状和未来负荷增长情况为基础，设计系统的变电站新建和改造计划，在尽可能满足未来用户容量和供电可靠性的情况下，以运行经济性为指标，在满足容载比要求的前提下，选择最优或次优变电站组合方案作为规划改造方案，使得电力公司及其相关部门获得最大利益的过程。

在传统的变电站布点规划工作中，变电站的位置需要通过大量的数据统计计算确定出目标年的负荷量，同时考虑原有变电站的布局，经过大量的人工分析比较最终确定所需投建变电站站址，这种规划方法对规划人员的实践经验要求很高，工作量大、工期长，而且人为因素影响大，不系统、科学。因此，将优化理论引入到变电站规划中，并通过计算机辅助工具进行站址规划计算就变得非常必要。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型的变电站布点方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型的变电站布点方法，包括以下步骤：

（1）根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S；然后根据已有变电站总容量S_y以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x；

（2）在确定了规划水平年新建变电总容量之后，根据当地电力部门对于饱和年变电站总容量组成要求，同时考虑负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，确定所需投建变电站个数n；

（3）根据步骤（1）和步骤（2）的参数、变电站的投资、馈线的投资、变电站的运行费用、网络运营费用、变电站的供电范围，以变电站负荷低于其规定最大负载为约束条件，以最小投资和运行费用为目标函数，构建变电站的适应度函数；

（4）为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间；

（5）利用DE算法对变电站站址的横纵坐标以及容量进行求解，并输出变电站坐标及对应的变电站的容量及所带负荷情况；

（6）对落在了不可建站区域内的边界站点，通过对该站址坐标方向添加一变步长移动向量改变其站点位置，使其落在可建站区域内；

（7）根据步骤（5）和步骤（6）的结果在规划区域内进行变电站的布置。

所述的步骤（1）中计算所需的变电站总容量S的方法具体如下：

首先根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S：

S＝P·r              （1）

然后根据已有变电站总容量S_y，以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x：

$S_x=S-S_y-\underset{z=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_z---\left(2\right)$

S_z：第z个已有变电站在规划水平年所增容量；

m：已有变电站个数；

r：变电站容载比，取1.8～2.3之间。

所述的步骤（2）所述的确定所需投建变电站的个数n的方法如下：根据负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，本来确定所需投建变电站个数，具体公式如下：

n＝α[S_x/(3×50)]                     (3)

n：所需投建变电站个数；

[·]：为取整处理；

α：为冗余因子，一般取1.0~1.4。

步骤（3）所述的适应度函数如下：

$f=C_1+C_2+C_3+C_4+\mathrm{\λ\ϕ}(\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j-\frac{S_i}{r_i})+\mathrm{\γ}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\ϕ}(d_{\mathrm{ij}}+d_{\max })---\left(4\right)$

约束条件：

$r_i\underset{j\≤j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j\≤\frac{S_i}{r_{\min }}$ i＝1,2...N   (5)

d_ij≤d_max                           (6)

其中：C₁为折算到每年的变电站年投资及运行费用，计算公式如下：

$C_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left\{{\mathrm{\η}}_{j^{,}}f\left(S_i\right)\right[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{m^{,}}}}{{(1+r_o)}^{m^{,}}-1}]+u\left(S_i\right)\}---\left(7\right)$

C₂为折算到每年的变电站低压侧馈线的投资费用，计算公式如下；

$C_2=a\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}\left[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{n^{,}}}}{{(1+r_o)}^{n^{,}}-1}\right]---\left(8\right)$

C₃为变电站低压侧线路年网损费用，计算公式如下；

$C_3=\mathrm{\β}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j^2{d}_{\mathrm{ij}---\left(9\right)}$

C₄为变电站建站用地费用增额，计算公式如下：

C₄＝μ(x_i，y_i，S_i)                      （10）

其中，i表示变电站；j表示负荷点；S_i为第i个变电站的容量；

r_imin为第i个变电站最小容载比；

r_i为同时率；

r_o为贴现率；

N为所需投建的变电站和已有变电站的总和；

M为负荷点的总数；

m’为所需投建变电站的寿命；

n’为所需投建变电站低压侧馈线的寿命；

f(S_i)为所需投建变电站的投资成本；

u(s_i)为所需投建变电站的运营成本；

P_j为负荷点j的负荷值；

J_i为由变电站i供电的所有负荷点；

η_j'如果待建变电站建在第j’地块中，第j’地块的地理因素对此变电站投资费用的影响因子，η_j'＝η_j'1×η_j'2×η_j'3×η_j'4；

η_j′1第j’地块用地性质对建站费用的影响因子；

η_j′2第j’地块交通状况对建站费用的影响因子；

η_j′3第j’地块施工条件对建站费用的影响因子；

η_j′4第j’地块地形地质等其他条件对建站费用的影响因子；

α为馈线投资因数；

β为馈线网损因数 $\mathrm{\β}={\mathrm{\β}}_1\×{\mathrm{\β}}_2\×{\mathrm{\β}}_3/U^2{\cos }^2\mathrm{\ϕ}---\left(11\right)$

其中：β₁当前电价；β₂10kV线路每公里电抗；β₃年损耗小时数；U线电压；功率因数；

(x_i,y_i)为变电站站址地理坐标；

(x_j,y_j)为空间分布负荷的地理坐标；

为变电站i和负荷点j间的距离；d_max最大允许供电半径；

λ、γ为正整数，用作惩罚因子，

函数定义如下：

$\mathrm{\ϕ}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}1,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right..$

步骤（4）所述的为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间如下：

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& y_1& S_1\\ x_2& y_2& S_2\\ .& .& .\\ x_n& y_n& S_n\end{array}\right]---\left(12\right)$

(x_i,y_i)：第i个所需投建变电站的地理坐标；

S_i：第i个所需投建变电站的容量；

n：所需投建变电站个数；

待建变电站总容量S取值范围S_C＝(0,S_C1,S_C2,...，S_cn)；S_C可以根据不同地区电网规划要求自行规定，0表示不需新建该待建变电站。

步骤（5）中详细的求解步骤如下：

步骤5-1：初始化DE算法参数，参数包括：变量维数d，种群数量n、最大迭代次数k、交叉因子和变异因子，根据规划区域变电站可选容量及总的负荷量和容载比确定变电站数量的变化区间；

步骤5-2：随机初始化DE算法种群中个体的位置，即每个变电站的落点的横纵坐标；

步骤5-3：根据地理信息，判断变电站落点的可行性，若不可行，则把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；若可行，跳到步骤（5-4）；

步骤5-4：判断是否满足终止条件，满足，则输出结果；不满足跳到步骤5-5；

步骤5-5：对种群中的所有个体，根据变异因子进行变异操作；

步骤5-6：对种群中的所有个体，根据交叉因子进行变交叉操作；

步骤5-7：对变异及交叉后的种群，根据个体的位置，判断变电站落点的可行性并且把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；

步骤5-8：由就近原则把负荷分配到各个变电站，再由变电站所带负荷的大小来确定其容量，再由变电站的容量、位置以及地理信息各方面的因素，用公式（4）计算每个个体的适应度值，并找出全局极值点，即变电站坐标；

步骤5-9：判断DE算法是否收敛，如果收敛，执行步骤5-10，否则转向步骤5-5；

步骤5-10：输出变电站坐标及对应的变电站的容量及所带负荷情况，搜索结束。

所述的步骤（6）所述的边界处理过程如下：

在候选向量的合成过程中，当计算出的矢量分量也就是变电站的落点坐标不在能建站区域中，即当某一站点位置落在整个规划区域以外时，对该站点的位置坐标(x_,y)进行重新赋值即可；当站点落在了不可建站区域内时，通过对该站址x，y坐标方向添加一变步长移动向量d改变其站点位置，如果移动后站点仍在不可建站区域内，则对该站点坐标再次添加移动向量d；d的取值如下：

d＝a+a*rand                       (13)

a为一移动固定值，这里取200；

rand为0到1内一随机数。

本发明的有益效果是：

1.本发明根据高压变电站的特点确立了一套合理的指标参数，为后续计算提供了理论依据。

2.本发明在变电站布点过程中考虑了地理信息对布点的影响中，提出了基于DE优化算法的变电站布点方法，它从某一随机产生的初始种群开始，按照一定的操作规则，如变异、交叉、选择等不断地迭代计算并根据每一个个体的适应值，保留优良个体，淘汰劣质个体，引导搜索过程向最优解逼近，使得计算结果更加科学、合理。

附图说明

图1DE算法流程图；

具体实施方式

本发明根据规划区域不同的用地性质和实际地块形状将规划区域分为若干个负荷地块，每一地块的负荷用处于负荷中心的一个点表示，该点的位置坐标取负荷地块的几何中心，根据预测计算出来的饱和年负荷预测结果，得到规划区域的饱和年的总负荷以及负荷的空间分布情况。

变电站选址问题可以描述为：在规划水平年负荷分布已知的情况下，为了满足规划目标年分布负荷需求，以最小的投资和运行费用(变电站的投资，馈线的投资，变电站的运行费用和网络运营费用)为目标函数，以变电站负荷低于其规定最大负载为约束条件，确定变电站的数量、位置、变压器的容量和台数以及变电站的供电范围。

下面结合附图对本发明进行详细说明：

（1）根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S；然后根据已有变电站总容量S_y以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x；

（2）在确定了规划水平年新建变电总容量之后，根据当地电力部门对于饱和年变电站总容量组成要求，同时考虑负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，确定所需投建变电站个数n；

（3）根据步骤（1）和步骤（2）的参数、变电站的投资、馈线的投资、变电站的运行费用、网络运营费用、变电站的供电范围，以变电站负荷低于其规定最大负载为约束条件，以最小投资和运行费用为目标函数，构建变电站的适应度函数；

（4）为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间；

（5）利用DE算法对变电站站址的横纵坐标以及容量进行求解，并输出结果；

（6）对落在了不可建站区域内的边界站点，通过对该站址坐标方向添加一变步长移动向量改变其站点位置，使其落在可建站区域内；

（7）根据步骤（5）和步骤（6）的结果在规划区域内进行变电站的布置。

所述的步骤（1）中计算所需的变电站总容量S的方法具体如下：

首先根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S：

S＝P·r             （1）

然后根据已有变电站总容量S_y，以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x：

$S_x=S-S_y-\underset{z=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_z---\left(2\right)$

S_z：第z个已有变电站在规划水平年所增容量；

m：已有变电站个数；

r：变电站容载比，取1.8～2.3之间。

所述的步骤（2）所述的确定所需投建变电站的个数n的方法如下：根据负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，本来确定所需投建变电站个数，具体公式如下：

n＝α[S_x/(3×50)]                     (3)

n：所需投建变电站个数；

[·]：为取整处理；

α：为冗余因子，一般取1.0~1.4。

步骤（3）所述的适应度函数如下：

$f=C_1+C_2+C_3+C_4+\mathrm{\λ\ϕ}(\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j-\frac{S_i}{r_i})+\mathrm{\γ}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\ϕ}(d_{\mathrm{ij}}+d_{\max })---\left(4\right)$

约束条件：

$r_i\underset{j\≤j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j\≤\frac{S_i}{r_{\min }}$ i＝1,2...N   (5)

d_ij≤d_max                             (6)

其中：C₁为折算到每年的变电站年投资及运行费用，计算公式如下：

$C_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left\{{\mathrm{\η}}_{j^{,}}f\left(S_i\right)\right[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{m^{,}}}}{{(1+r_o)}^{m^{,}}-1}]+u\left(S_i\right)\}---\left(7\right)$

C₂为折算到每年的变电站低压侧馈线的投资费用，计算公式如下；

$C_2=a\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}\left[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{n^{,}}}}{{(1+r_o)}^{n^{,}}-1}\right]---\left(8\right)$

C₃为变电站低压侧线路年网损费用，计算公式如下；

$C_3=\mathrm{\β}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j^2{d}_{\mathrm{ij}---\left(9\right)}$

C₄为变电站建站用地费用增额，计算公式如下：

C₄＝μ(x_i，y_i，S_i)                         （10）

其中，S_i为第i个变电站的容量；

r_imin为第i个变电站最小容载比；

r_t为同时率；

r_o为贴现率；

N为所需投建的变电站和已有变电站的总和；

M为负荷点的总数；

m’为所需投建变电站的寿命；

n’为所需投建变电站低压侧馈线的寿命；

f(S_i)为所需投建变电站的投资成本；

u(S_i)为所需投建变电站的运营成本；

P_j为负荷点j的负荷值；

J_i为由变电站i供电的所有负荷点；

η_j'如果待建变电站建在第j’地块中，第j’地块的地理因素对此变电站投资费用的影响因子，η_j'＝η_j'1×η_j'2×η_j'3×η_j'4；

η_j′1第j’地块用地性质对建站费用的影响因子；

η_j′2第j’地块交通状况对建站费用的影响因子；

η_j′3第j’地块施工条件对建站费用的影响因子；

η_j′4第j’地块地形地质等其他条件对建站费用的影响因子；

α为馈线投资因数；

β为馈线网损因数 $\mathrm{\β}={\mathrm{\β}}_1\×{\mathrm{\β}}_2\×{\mathrm{\β}}_3/U^2{\cos }^2\mathrm{\ϕ}---\left(11\right)$

其中：β₁当前电价；β₂10kV线路每公里电抗；β₃年损耗小时数；U线电压；

功率因数；

(x_i,y_i)为变电站站址地理坐标；

(x_j,y_j)为空间分布负荷的地理坐标；

为变电站i和负荷点j间的距离；d_max最大允许供电半径；

λ、γ为很大的正整数，用作惩罚因子，

函数定义如下：

$\mathrm{\ϕ}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}1,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right..$

步骤（4）所述的为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间如下：

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& y_1& S_1\\ x_2& y_2& S_2\\ .& .& .\\ x_n& y_n& S_n\end{array}\right]---\left(12\right)$

(x_i,y_i)：第i个所需投建变电站的地理坐标；

S_i：第i个所需投建变电站的容量；

n：所需投建变电站个数；

待建变电站总容量S取值范围S_C＝(0,S_C1,S_C2,...，S_cn)；S_C可以根据不同地区电网规划要求自行规定，0表示不需新建该待建变电站。

步骤（5）中详细的求解步骤如下：

步骤5-1：初始化DE算法参数，参数包括：变量维数d，种群数量n、最大迭代次数k、交叉因子和变异因子，根据规划区域变电站可选容量及总的负荷量和容载比确定变电站数量的变化区间；

步骤5-2：随机初始化DE算法种群中个体的位置，即每个变电站的落点的横纵坐标；

步骤5-3：根据地理信息，判断变电站落点的可行性，若不可行，则把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；若可行，跳到步骤（5-4）；

步骤5-4：判断是否满足终止条件，满足，则输出结果；不满足跳到步骤5-5；

步骤5-5：对种群中的所有个体，根据变异因子进行变异操作；

步骤5-6：对种群中的所有个体，根据交叉因子进行变交叉操作；

步骤5-7：对变异及交叉后的种群，根据个体的位置，判断变电站落点的可行性并且把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；

步骤5-8：由就近原则把负荷分配到各个变电站，再由变电站所带负荷的大小来确定其容量，再由变电站的容量、位置以及地理信息各方面的因素，用公式（4）计算每个个体的适应度值，并找出全局极值点，即变电站坐标；

步骤5-9：判断DE算法是否收敛，如果收敛，执行步骤5-10，否则转向步骤5-5；

步骤5-10：输出变电站坐标及对应的变电站的容量及所带负荷情况，搜索结束。

所述的步骤（6）所述的边界处理过程如下：

在候选向量的合成过程中，计算出的矢量分量也就是变电站的落点坐标可能不在可建站区域中，针对本发明所述变电站选址问题，当某一站点位置落在整个规划区域以外时，对该站点的位置坐标(x,y)进行重新赋值即可。当站点落在了不可建站区域内时，通过对该站址x，y坐标方向添加一变步长移动向量d改变其站点位置，如果移动后站点仍在不可建站区域内，则对该站点坐标再次添加移动向量d；d的取值如下：

d＝a+a*rand                        (13)

a为一移动固定值，这里取200；

rand为0到1内一随机数。

Claims (7)

1.一种新型的变电站布点方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S；然后根据已有变电站总容量S_y以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x；

（2）在确定了规划水平年新建变电总容量之后，根据当地电力部门对于饱和年变电站总容量组成要求，同时考虑负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，确定所需投建变电站个数n；

（3）根据步骤（1）和步骤（2）的参数、变电站的投资、馈线的投资、变电站的运行费用、网络运营费用、变电站的供电范围，以变电站负荷低于其规定最大负载为约束条件，以最小投资和运行费用为目标函数，构建变电站的适应度函数；

（4）为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间；

（5）利用DE算法对变电站站址的横纵坐标以及容量进行求解，并输出变电站坐标及对应的变电站的容量及所带负荷情况；

（6）对落在了不能建站区域内的边界站点，通过对该站址坐标方向添加一变步长移动向量改变其站点位置，使其落在能建站区域内；

（7）根据步骤（5）和步骤（6）的结果在规划区域内进行变电站的布置。

2.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：所述的步骤（1）中计算所需的变电站总容量S的方法具体如下：

首先根据规划区水平年负荷预测总负荷P以及规划区对变电站容载比r的要求，确定出水平年规划区所需变电站总容量S：

S＝P·r                （1）

然后根据已有变电站总容量S_y，以及变电站的增容情况确定出所需投建变电站的总容量S_x：

$S_x=S-S_y-\underset{z=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_z---\left(2\right)$

S_z：第z个已有变电站在规划水平年所增容量；

m：已有变电站个数；

r：变电站容载比，取1.8～2.3之间。

3.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：所述的步骤（2）所述的确定所需投建变电站的个数n的方法如下：根据负荷空间分布的不均衡所导致的变电站所带负荷不均衡，本来确定所需投建变电站个数，具体公式如下：

n＝α[S_x/(3×50)]                         (3)

n：所需投建变电站个数；

[·]：为取整处理；

α：为冗余因子，一般取1.0~1.4。

4.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：步骤（3）所述的适应度函数如下：

$f=C_1+C_2+C_3+C_4+\mathrm{\λ\ϕ}(\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j-\frac{S_i}{r_i})+\mathrm{\γ}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=j_i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\ϕ}(d_{\mathrm{ij}}+d_{\max })---\left(4\right)$

约束条件：

$r_i\underset{j\≤j_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j\≤\frac{S_i}{r_{\min }}$ i＝1,2...N   (5)

d_ij≤d_max                               (6)

其中：C₁为折算到每年的变电站年投资及运行费用，计算公式如下：

$C_1=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left\{{\mathrm{\η}}_{j^{,}}f\left(S_i\right)\right[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{m^{,}}}}{{(1+r_o)}^{m^{,}}-1}]+u\left(S_i\right)\}---\left(7\right)$

C₂为折算到每年的变电站低压侧馈线的投资费用，计算公式如下；

$C_2=a\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}\left[\frac{r_{o{(1+r_o)}^{n^{,}}}}{{(1+r_o)}^{n^{,}}-1}\right]---\left(8\right)$

C₃为变电站低压侧线路年网损费用，计算公式如下；

$C_3=\mathrm{\β}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=J_i}{\mathrm{\Σ}}{P}_j^2{d}_{\mathrm{ij}---\left(9\right)}$

C₄为变电站建站用地费用增额，计算公式如下：

C₄＝μ(x_i，y_i，S_i)                      （10）

其中，S_i为第i个变电站的容量；

r_imin为第i个变电站最小容载比；

r_t为同时率；

r_o为贴现率；

N为所需投建的变电站和已有变电站的总和；

M为负荷点的总数；

m’为所需投建变电站的寿命；

n’为所需投建变电站低压侧馈线的寿命；

f(S_i)为所需投建变电站的投资成本；

u(S_i)为所需投建变电站的运营成本；

P_j为负荷点j的负荷值；

J_i为由变电站i供电的所有负荷点；

η_j'如果待建变电站建在第j’地块中，第j’地块的地理因素对此变电站投资费用的影响因子，η_j'＝η_j'1×η_j'2×η_j'3×η_j'4；

η_j′1第j’地块用地性质对建站费用的影响因子；

η_j′2第j’地块交通状况对建站费用的影响因子；

η_j′3第j’地块施工条件对建站费用的影响因子；

η_j′4第j’地块地形地质等其他条件对建站费用的影响因子；

α为馈线投资因数；

β为馈线网损因数 $\mathrm{\β}={\mathrm{\β}}_1\×{\mathrm{\β}}_2\×{\mathrm{\β}}_3/U^2{\cos }^2\mathrm{\ϕ}---\left(11\right)$

其中：β₁当前电价；β₂10kV线路每公里电抗；β₃年损耗小时数；U线电压；

功率因数；

(x_i,y_i)为变电站站址地理坐标；

(x_j,y_j)为空间分布负荷的地理坐标；

为变电站i和负荷点j间的距离；d_max最大允许供电半径；

λ、γ为正整数，用作惩罚因子，

函数定义如下：

$\mathrm{\ϕ}\left(\mathrm{\ξ}\right)=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{\ξ}>0\\ 0,\mathrm{\ξ}\≤0\end{array}\right..$

5.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：步骤（4）所述的为待建变电站站址的横纵坐标以及容量构建解空间如下：

$\left[\begin{array}{ccc}{x}_1& y_1& S_1\\ x_2& y_2& S_2\\ .& .& .\\ x_n& y_n& S_n\end{array}\right]---\left(12\right)$

(x_i,y_i)：第i个所需投建变电站的地理坐标；

S_i：第i个所需投建变电站的容量；

n：所需投建变电站个数；

待建变电站总容量S取值范围S_C＝(0,S_C1,S_C2,…，S_cn)；S_C根据不同地区电网规划要求自行规定，0表示不需新建该待建变电站。

6.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：步骤（5）中详细的求解步骤如下：

步骤5-1：初始化DE算法参数，参数包括：变量维数d，种群数量n、最大迭代次数k、交叉因子和变异因子，根据规划区域变电站可选容量及总的负荷量和容载比确定变电站数量的变化区间；

步骤5-2：随机初始化DE算法种群中个体的位置，即每个变电站的落点的横纵坐标；

步骤5-3：根据地理信息，判断变电站落点的可行性，若不可行，则把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；若可行，跳到步骤（5-4）；

步骤5-4：判断是否满足终止条件，满足，则输出结果；不满足跳到步骤5-5；

步骤5-5：对种群中的所有个体，根据变异因子进行变异操作；

步骤5-6：对种群中的所有个体，根据交叉因子进行变交叉操作；

步骤5-7：对变异及交叉后的种群，根据个体的位置，判断变电站落点的可行性并且把落点在不可行区域内的个体按照就近原则重新给定位置；

步骤5-8：由就近原则把负荷分配到各个变电站，再由变电站所带负荷的大小来确定其容量，再由变电站的容量、位置以及地理信息各方面的因素，用公式（4）计算每个个体的适应度值，并找出全局极值点，即变电站坐标；

步骤5-9：判断DE算法是否收敛，如果收敛，执行步骤5-10，否则转向步骤5-5；

步骤5-10：输出变电站坐标及对应的变电站的容量及所带负荷情况，搜索结束。

7.如权利要求1所述的一种新型的变电站布点方法，其特征在于：步骤（6）所述的边界处理过程如下：

在候选向量的合成过程中，当计算出的矢量分量也就是变电站的落点坐标不在能建站区域中，即当某一站点位置落在整个规划区域以外时，对该站点的位置坐标(x,y)进行重新赋值即可；当站点落在了不可建站区域内时，通过对该站址x，y坐标方向添加一变步长移动向量d改变其站点位置，如果移动后站点仍在不可建站区域内，则对该站点坐标再次添加移动向量d；d的取值如下：

d＝a+a*rand                            (13)

a为一移动固定值，这里取200；

rand为0到1内一随机数。

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