CN103633668A - 一种配电网重构方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网重构方法，包括步骤：对配电网中的各种元件和线路进行编号，生成数据库；将配电网进行分块；形成备选拓扑方案集，挑选出一个拓扑方案；判断拓扑方案是否含有孤岛或环网；数据预处理；综合指标计算；更新最优拓扑方案；判断当前拓扑方案是否最后一个拓扑方案，若不是，挑选一个新的拓扑方案，找出最优方案。本发明能对任意配电网络进行重构运算，通过算法可求解得到目标网络的最优运行方案，从而提高配电网络的供电能力和可靠性，降低配电网络损耗。

Description

一种配电网重构方法

技术领域

本发明涉及一种配电网重构方法。

背景技术

在配电网中，对各种电力设备进行调整，改变配电网的运行状态，实现配电网的优化运行，称为配电网运行方式的优化。但是在配电网中，由于社会对配电网及其优化的重视不够，并且受现有数据采集装置配置的制约，配电网的信息采集不够，在准确度和完善度上都达不到要求，配电网运行方式的研究还处于起步阶段。

配电网具有闭环设计开环运行的特点，网络中配置大量分段开关（常闭，用于隔离故障）及少量联络开关（常开，用于提供可选的供电通路），因此，在正常运行条件下可根据不同的负荷状况，改变开关的开/合状态以调整网络结构，在满足各种运行约束和安全约束的基础上以获得最优运行效益。理论上，任何一个配电网都存在一个最优的运行方式，在这个最优运行方式下，各负荷点的运行电压、网络损耗和负荷平衡的协调优于其它可能方案。所以，配电网运行方式优化可以提高配电网络的供电能力和可靠性，降低配电网络损耗，另一方面也可以节约国家基础建设投资，使有限的投资发挥最大的经济和社会效益，其意义主要体现在以下几个方面：1)有利于系统的运行管理，提高系统管理和运行效率；2)可以降低系统的网络损耗，提高系统的供电可靠性，极大提高电网的运行效益；3)是提高系统投资效益的最有效途径；4)是配电自动化规划和实施的基础；5)是电力企业战略发展规划的重要组成部分。

因此，设计良好有效的配电网重构方法是本申请人致力于解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网重构方法，能对任意配电网络进行重构运算，通过算法可求解得到目标网络的最优运行方案，从而提高配电网络的供电能力和可靠性，降低配电网络损耗。

实现上述目的的技术方案是：

一种配电网重构方法，包括下列步骤：

步骤S1，对配电网中的各种元件和线路进行编号，生成数据库；

步骤S2，在步骤S1的基础上，将配电网进行分块，将网络等值成块和开关组成的等效网络；

步骤S3，找出开关总数、区块总数和应闭合开关总数之间的等式关系，事先确定给定配网中应该闭合的开关数目，形成备选拓扑方案集，挑选出一个拓扑方案；

步骤S4，针对步骤S3挑选的拓扑方案，判断其是否含有孤岛或环网，若是，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案；若否，进入步骤S5；

步骤S5，对分块等效网络进行处理，转化成常规的电力网络潮流计算和可靠性计算的信息；

步骤S6，以目标函数：min.z=af(x)+bg(x)进行综合指标的计算，

式中，x为配网重构的决策变量，f(x)为系统的网损；g(x)为系统的平均停电时间；a，b分别为经济性指数和可靠性指数的权重；

步骤S7，根据步骤S6的结果，比较当前拓扑方案与之前最优拓扑方案，更新最优拓扑方案；

步骤S8，判断当前拓扑方案是否最后一个拓扑方案，若是，结束；若否，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案。

上述的配电网重构方法，其中，所述数据库共有四个表，分别储存目标网络的电源、线路、节点和开关信息。

本发明的有益效果是：本发明通过对配网中的各种元件和线路进行编号，建立配网综合信息数据库；找出了开关数、区块数和闭合开关数之间的逻辑关系，形成备选拓扑方案集，挑选出符合树形结构的最优拓扑方案；并以故障模式后果分析法作为主体分析方法评价配电系统的可靠性。从而使得任意配电网通过本发明的重构方法能得到目标网络的最优运行方案，提高配电网络的供电能力和可靠性，降低配电网络损耗，获得最大的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的配电网重构方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的配电网重构方法包括：

步骤S1，初始化配电网内各节点、支路、开关和电源信息，即：对配电网中的各种元件和线路进行编号，生成数据库，数据库共有四个表，储存目标网络的电源、线路、节点和开关信息，分别为：电源（Gen）、线路（Line）、节点（Node）和开关（Switch），其中表Gen包含各个电源的所在节点以及电压大小，表Line包含各条线路的首末节点、电阻、电抗、长度、编号、故障率及故障恢复时间，表Node包含各个节点的编号、有功负荷、无功负荷、所属块号、故障率及故障恢复时间，表Switch包含编号、首末节点、是否可控及初始状态；

步骤S2，在步骤S1的基础上，将配电网进行分块，将网络等值成块和开关组成的等效网络；该等效网络具有对开关的分析更为直接、易于编程实现、提高计算速度等优点；

步骤S3，找出开关总数、区块总数和应闭合开关总数之间的等式关系，事先确定给定配网中应该闭合的开关数目，形成备选拓扑方案集，挑选出一个拓扑方案；

步骤S4，针对步骤S3挑选的拓扑方案，判断其是否含有孤岛或环网，若是，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案；若否，进入步骤S5；

步骤S5，数据预处理，即：对分块等效网络进行处理，转化成常规的电力网络潮流计算和可靠性计算的信息；

步骤S6，综合指标的计算，包括潮流网损的计算、可靠性指标的计算以及综合指标的形成，以配电网的经济性和可靠性为目标函数：

min.z=af(x)+bg(x)

式中，x为配网重构的决策变量，f(x)为系统的网损；g(x)为系统的平均停电时间；a，b分别为经济性指数和可靠性指数的权重，可由AHP法（层次分析法）得到；

步骤S7，根据步骤S6的结果，比较当前拓扑方案与之前最优拓扑方案，更新最优拓扑方案；

步骤S8，判断当前拓扑方案是否最后一个拓扑方案，若是，结束；若否，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案。

综上，本发明通过重构，能得到目标网络的最优运行方案，提高配电网络的供电能力和可靠性，降低配电网络损耗，获得最大的经济和社会效益。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (2)

1.一种配电网重构方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤S1，对配电网中的各种元件和线路进行编号，生成数据库；

步骤S2，在步骤S1的基础上，将配电网进行分块，将网络等值成块和开关组成的等效网络；

步骤S3，找出开关总数、区块总数和应闭合开关总数之间的等式关系，事先确定给定配网中应该闭合的开关数目，形成备选拓扑方案集，挑选出一个拓扑方案；

步骤S4，针对步骤S3挑选的拓扑方案，判断其是否含有孤岛或环网，若是，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案；若否，进入步骤S5；

步骤S5，对分块等效网络进行处理，转化成常规的电力网络潮流计算和可靠性计算的信息；

步骤S6，以目标函数：min.z=af(x)+bg(x)进行综合指标的计算，

式中，x为配网重构的决策变量，f(x)为系统的网损；g(x)为系统的平均停电时间；a，b分别为经济性指数和可靠性指数的权重；

步骤S7，根据步骤S6的结果，比较当前拓扑方案与之前最优拓扑方案，更新最优拓扑方案；

步骤S8，判断当前拓扑方案是否最后一个拓扑方案，若是，结束；若否，返回步骤S3，挑选一个新的拓扑方案。

2.根据权利要求1所述的配电网重构方法，其特征在于，所述数据库共有四个表，分别储存目标网络的电源、线路、节点和开关信息。