CN103779872B - 一种小区变压器经济投切调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：读入小区变压器参数和并联方式：根据负荷预测获取峰荷；步骤三：计算峰荷的可用方式；步骤四：形成可用序列集；步骤五：形成频次优化序列集；步骤六：应用最优路径选择，选出最优序列；步骤七：通过负荷预测滚动更新当日后未来2日的峰荷；步骤八：使用更新后的未来2日的峰荷滚动检验经济最优序列中对应2日组合方式的安全性。本发明能够同时整定未来七日内小区变压器投切时间和对应组合方式，实现了小区变压器经济投切调度。本方法能够满足变压器运行的安全性，同时控制变压器投切频次和密度，并符合小区变电站调度操作惯例。

Description

一种小区变压器经济投切调度方法

技术领域

本发明涉及一种投切调度方法，具体涉及一种小区变压器经济投切调度方法，属于配电变压器运行技术领域。

背景技术

随着中国城市化的推进，小区配电变电站在电力系统中的重要性逐渐提升。为了提高居民供电可靠性，并响应国家对于节能减排的要求，配电变压器经济运行越来越受到关注。然而，由于中国配电系统中目前投入使用的变压器能效等级不一，各小区变电站安装容量利用率相差较大等，小区变电站的经济效益还需进一步提高。

现有的配电变压器经济运行方法的分类和基本情况如下：

(1)基于未来24小时负荷预测的配电变压器经济调度：

该类方法基于未来日负荷曲线预测，理论上能变压器经济运行，但在实用上有两大困难。一是频繁的投切会加速电力设备的损坏。二是改变时刻不规律，降低了供电可靠性。

(2)基于月度及更长时段负荷预测的配电变压器经济调度：

该类方法基于未来月度或季度负荷预测，所使用的负荷预测粗略，降低了节电效益。

(3)基于数日乃至数星期的日负荷预测的配电变压器经济调度：

该类方法在预测周期上能够保证负荷预测的精确性，同时在调度安排上能够顾变压器投切频度和投切时刻。但该类研究还不成熟。现有方法在投切调度制定过程中的安全预估、投切时刻和组合方式优化、在线安全校验和修正、投切方法计算量等方面还不足以满足工业应用的需要。

总而言之，在现有方法分类中基于数日乃至数星期的日负荷预测这一分类比其他两类对于小区配电变电变压器经济运行调度安排的有如上所述的诸多优势。然而必须寻找一种新的方法来综合解决该类现有方法遇到的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种小区变压器经济投切调度方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：读入小区变压器参数和并联方式，所述并联方式是指所有能够并联的变压器组合方式；

步骤二：在调度安排日，根据负荷预测获取峰荷，所述峰荷指未来调度周期内每日负荷峰值；

步骤三：对于每一日，计算峰荷的可用方式，所述可用方式是指承受峰荷的所有组合方式；

步骤四：使用枚举法搜索未来调度周期内由每日可用方式形成的所有可能序列，形成可用序列集；

步骤五：在可用序列集中筛选出满足变压器投切次数和密度约束的组合方式序列，形成频次优化序列集，所述频次优化序列集指投切频次适当的组合方式序列集；

步骤六：应用最优路径选择，选出最优序列，所述最优序列是指频次优化序列集中经济效益最优的序列作为未来调度周期经济最优组合方式序列；

最优路径选择所使用的评价函数为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}E\left(i,j\right)=T{\[\underset{q=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_0\left(q\right)+{\left(\frac{S_{avH}\left(j\right)}{\underset{r=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_N\left(r\right)}\right)}^2\underset{s=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_k\left(s\right)\]}^{,}\\ \mathrm{\Δ}E\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{H}{\Σ}}\mathrm{\Δ}E(i,j)\end{array}\right.$

其中S_av(j)为第j日的预测均方根负荷，S_N为变压器容量，P₀为变压器空载损耗，P_k为变压器负载损耗，T＝1天，H为调度周期的天数，ΔE(i,j)为第i个序列在未来第j日内产生的损耗电量，ΔE(i)为第i个序列在预测均方根负荷下未来调度周期的损耗电量，n为某个序列某日的组合方式下的所有变压器数量；

步骤七：在一个调度周期中的每日，通过负荷预测滚动更新当日后未来2日的峰荷；

步骤八：在一个调度周期中的每日，使用更新后的未来2日的峰荷滚动检验经济最优序列中对应2日组合方式的安全性。

所述调度周期长度为7到14日，所述负荷预测为调度周期内每日峰值和均值负荷预测。

所述变压器投切次数和密度约束的条件为：在调度周期内，变压器组合方式改变次数不应超过M次，相邻改变点间隔不应小于N天，M和N能根据变电站调度惯例整定。

步骤九：如有必要，作出修正。

判断作出修正的必要性的方法为：对于预测日，未来2日更新后的每日负荷峰值应小于最优序列中对应日组合方式所能提供的最大容量。

采用的修正如下：将该预测日作为下一个调度周期的调度安排日；重新开始一个调度周期的变压器经济投切调度。

本发明的有益之处在于：本发明能够同时整定未来七日内小区变压器投切时间和对应组合方式，实现了小区变压器经济投切调度。本方法能够满足变压器运行的安全性，同时控制变压器投切频次和密度，并符合小区变电站调度操作惯例。本方法启用了滚动安全校验和修正，在负荷短期内突变或者最大负荷预测出现较大误差的情况下也能保证变压器运行的安全。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示，本发明一种小区变压器经济投切调度方法,其特征在于根据负荷预测，首先考虑变压器容量约束，再使用最优路径选择对节电经济效益、变压器投切次数和密度的约束进行综合优化，得到未来调度周期内变压器投切日和应采用的组合方式。本方法包含滚动安全校验和修正步骤，以满足变压器在负荷短期突变的情况下运行的安全。

本发明一种小区变压器经济投切调度方法包括如下步骤：

(1)读入小区变压器参数和所有可以并联的组合方式，简称并联方式。

(2)在调度安排日，根据负荷预测获取小区未来调度周期内每日负荷峰值，简称峰荷。

(3)对每日，计算可承受峰荷的所有组合方式，简称可用方式。可用方式的筛选方法为：对于某种并联方式，若其可提供的最大容量S_N大于等于该日最大负荷Sp_j，则该组合方式可用，应当选入；反之则不可用，应当去除。

(4)使用枚举法搜索未来调度周期内由每日可用方式形成的所有可能序列，形成可用序列。计算方法为：将每日可用方式进行完全组合，并在一个调度周期内按时间顺序形成一个序列。

(5)在可用序列集中筛选出满足变压器投切次数和密度约束的组合方式序列，形成投切频次适当的组合方式序列集，简称频次优化序列集。约束条件为：在调度周期内，变压器组合方式改变次数不应超过M次，相邻改变点间隔不应小于N天，M和N可根据变电站调度惯例整定。其中，改变次数的值应分两种情况讨论进行计算如下：

①若调度安排日为该方法的初始化日，则只计入可用序列中的组合方式改变次数。

②若调度安排日不为该方法的初始化日，若可用序列中第一日的组合方式和调度安排日的组合方式不同，则还应计入此次改变，若相同，则只需计入可用序列中的组合方式改变次数。

(6)应用最优路径选择，选出频次优化序列集中经济效益最优的序列作为未来调度周期经济最优组合方式序列，简称最优序列。最优路径选择所使用的评价函数为调度周期内变压器所产生的总损耗，计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}E(i,j)=T\[\underset{q=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_0\left(q\right)+{\left(\frac{S_{avH}\left(j\right)}{\underset{r=1}{\overset{n}{\Σ}}{S}_N\left(r\right)}\right)}^2\underset{s=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_k\left(s\right)\]\\ \mathrm{\Δ}E\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{H}{\Σ}}\mathrm{\Δ}E(i,j)\end{array}\right.$

其中Sav(j)为第j日的预测均方根负荷，SN为变压器容量，P0为变压器空载损耗，Pk为变压器负载损耗，T＝1天，H为调度周期的天数，ΔE(i,j)为第i个序列在未来第j日内产生的损耗电量，ΔE(i)为第i个序列在预测均方根负荷下未来调度周期的损耗电量，n为某个序列某日的组合方式下的所有变压器数量。

(7)在一个调度周期中的每日，通过负荷预测滚动更新当日后未来2日的峰荷。

(8)在一个调度周期中的每日，使用更新后的未来2日的峰荷滚动检验经济最优序列中对应2日组合方式的安全性，如有必要作出修正。判断修正必要性的方法为：对于预测日，未来2日更新后的每日负荷峰值应小于最优序列中对应日组合方式所能提供的最大容量。所采用的修正方法如下：

①将该预测日作为下一个调度周期的调度安排日。

②重新开始一个调度周期的变压器经济投切调度。

本方法能够同时整定未来七日内小区变压器投切时间和对应组合方式，实现了小区变压器经济投切调度。本方法能够满足变压器运行的安全性，同时控制变压器投切频次和密度，并符合小区变电站调度操作惯例。本方法启用了滚动安全校验和修正，在负荷短期内突变或者最大负荷预测出现较大误差的情况下也能保证变压器运行的安全。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：读入小区变压器参数和并联方式，所述并联方式是指所有能够并联的变压器组合方式；

步骤二：在调度安排日，根据负荷预测获取峰荷，所述峰荷指未来调度周期内每日负荷峰值；

步骤三：对于每一日，计算峰荷的可用方式，所述可用方式是指承受峰荷的所有组合方式；

步骤四：使用枚举法搜索未来调度周期内由每日可用方式形成的所有可能序列，形成可用序列集；

步骤五：在可用序列集中筛选出满足变压器投切次数和密度约束的组合方式序列，形成频次优化序列集，所述频次优化序列集指投切频次适当的组合方式序列集；

步骤六：应用最优路径选择，选出最优序列，所述最优序列是指频次优化序列集中经济效益最优的序列作为未来调度周期经济最优组合方式序列；

最优路径选择所使用的评价函数为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}E(i,j)=T\[\underset{q=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_0\left(q\right)+{\left(\frac{S_{avH}\left(j\right)}{\underset{r=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_N\left(r\right)}\right)}^2\underset{s=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{P}_k\left(s\right)\]\\ \mathrm{\Δ}E\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{H}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}E(i,j)\end{array}\right.,$

其中S_av(j)为第j日的预测均方根负荷，S_N为变压器容量，P₀为变压器空载损耗，P_k为变压器负载损耗，T＝1天，H为调度周期的天数，ΔE(i,j)为第i个序列在未来第j日内产生的损耗电量，ΔE(i)为第i个序列在预测均方根负荷下未来调度周期的损耗电量，n为某个序列某日的组合方式下的所有变压器数量；

步骤七：在一个调度周期中的每日，通过负荷预测滚动更新当日后未来2日的峰荷；

步骤八：在一个调度周期中的每日，使用更新后的未来2日的峰荷滚动检验经济最优序列中对应2日组合方式的安全性。

2.根据权利要求1所述一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，所述调度周期长度为7到14日，所述负荷预测为调度周期内每日峰值和均值负荷预测。

3.根据权利要求2所述一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，所述变压器投切次数和密度约束的条件为：在调度周期内，变压器组合方式改变次数不应超过M次，相邻改变点间隔不应小于N天，M和N能根据变电站调度惯例整定。

4.根据权利要求1至3任一项所述一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，还包括：

步骤九：如有必要，作出修正。

5.根据权利要求4所述一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，判断作出修正的必要性的方法为：对于预测日，未来2日更新后的每日负荷峰值应小于最优序列中对应日组合方式所能提供的最大容量。

6.根据权利要求5所述一种小区变压器经济投切调度方法，其特征在于，采用的修正如下：将该预测日作为下一个调度周期的调度安排日；重新开始一个调度周期的变压器经济投切调度。