CN106372764A - 一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法，该10kV配电网具有低损耗特性、改善电网电能质量、高供电可靠性等优点的10kV配电网，能够有效解决目前配电网运行中存在的有关于网损、电能质量、供电可靠性的三个主要问题，有效降低配电网运行中的经济损失，提高客户的满意度。本发明同时引入一种基于遗传算法的D‑FACTS装置优化配置方法，在满足配电网电能质量要求的同时，实现装置投资成本的最小化，进一步提升配电网的经济性。本发明还提供了一种D‑FACTS装置。

Description

一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法

技术领域

本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法。

背景技术

电力系统是发电、输电、变电、配电、用电五个环节构成，其中配电环节直接与用户用电相连，配电网络结构的设计直接影响到用户的用电体验、用电设备的工作状况、配电网的运行状态。因为我国电网建设长期以来关注点放在主网，配网建设较为落后，在我国绝大多数地区配电网架构仍为单电源辐射结构，在运行过程中呈现出很多问题。

目前我国许多大型城市的10kV配电网结构已经采用了多电源环网结构，目前采用的环网结构有很多种，例如n-1单环网、n供一备、双环网等，具体的结构有一些文献和专利已经提到，例如专利《10kV配电系统》。也有一些地区的重要供电区域引入了D-FACTS装置，用来保障该区域的高电能质量，例如文献《优质电力园区多DFACTS设备协调控制策略》，这篇文献谈到了一种解决方案，并且提出了一种多设备之间的协调控制策略。

现今的配电网存在以下不足：

单电源辐射结构配电网存在问题

(1)网损问题日益严重，据有关资料统计表明，在供电环节10kV及以下配电网络的网损量，占到了地区损失电量的60％-70％。网络线损带来的经济损失不容小觑。国家有关部门十分重视电力企业的降损工作，提升配电网的运行水平，降低配电网的网损量是未来配网建设的一个重要目标。

(2)供电可靠性较低，在我国许多地区配电网络仍然采用单电源辐射的架构，并且分段开关较少，当电源停电时则整条馈线上的所有负荷全部停电，不满足N-1的原则，对用户日常生活造成影响，带来一定经济损失。

现有多电源环网结构配电网存在的问题

多电源环网结构解决了配电网供电可靠性低的问题，但是对一些电能质量问题没有关注。随着社会经济的迅速发展，用户对高质量电能的需求也越来越旺盛。配网中的单相负荷、冲击负荷以及分布式能源带来的三相不对称、造成网侧电压跌落、引入谐波电流等电能质量问题不容忽视。某一些用于工业生产的精密仪器在电网电压发生突变时，可能会停止工作或者导致产品不符合标准，而某些调速电机以及家用计算机等设备则会直接从电网中切除，给用户带来经济损失。而配电网一次设备例如配电变压器长期运行在三相不对称的工况则会对设备本身造成危害，加速老化。总而言之，配电网的电能质量问题也会给用户和电网带来一定经济损失，这是一个亟待解决的问题。

优质电力园区配电网存在的问题

文献中提到的优质电力园区的10kV配电网引入了D-FACTS装置来提升电能质量，但是其配网主网架结构仍然比较简单，由单一变电站主变引出，供电可靠性较低。此外，该技术方案未从经济性角度分析配电网的规划，而且其未考虑多台D-FACTS装置的协调配置问题，实现配电网建设成本的最低化。

因此，提出一种具有低损耗特性、改善电网电能质量、高供电可靠性等优点的配电网是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法，能够有效解决目前配电网运行中存在的有关于网损、电能质量、供电可靠性的三个主要问题，有效降低配电网运行中的经济损失，提高客户的满意度。同时引入一种基于遗传算法的D-FACTS装置优化配置方法，在满足配电网电能质量要求的同时，实现装置投资成本的最小化，进一步提升配电网的经济性。

本发明实施例提供了一种10kV配电网协调配置方法，包括：

S1：通过电网协调配置的决策变量构造目标函数，所述目标函数为投资成本的最小值函数，并通过分析10kV配电网中的问题并结合多台D-FACTS装置的特性确定初始种群，对所述初始种群的决策变量通过二进制编码得到向量形式的初始种群；

S2：通过预置约束条件和所述目标函数确定适应度函数，通过所述适应度函数计算所述向量形式的初始种群的适应度，并通过对所述向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群；

S3：通过所述目标函数判断所述新种群是否满足预定指标，若是，则执行S4，若不是，则将所述新种群的值赋予所述向量形式的初始种群，再执行S2；

S4：对所述新种群进行解码得到最终解，所述最终解为优化配置后的D-FACTS装置位置、D-FACTS装置容量与D-FACTS装置类型。

优选地，所述目标函数为：

$f(i,j)=min\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=0}{\overset{4}{\Σ}}\right(E_{ij}\×V_{ij}\×P_j+C_{ij}\left)\right)$

式中，i代表配网节点，j代表装置类型，E_ij代表在i节点装设j设备，若为0则表示不装，而V_ij则代表所装设备的容量，P_j代表装设j设备单位容量的价格，C_ij表示在i节点处装设j设备的安装等人工费用。

优选地，所述预置约束条件为：

$U_{\mathrm{\Δ}i}=\left|\frac{U_i-U_R}{U_R}\right|\≤S_R$

${\mathrm{THD}}_i=\frac{\sqrt{\underset{h=2}{\overset{H}{\Σ}}{I}_{hi}^2}}{I_i}\×100\%\≤S_{THDR}$

${\mathrm{PF}}_i=\frac{P_i}{\sqrt{P_i^2+Q_i^2}}\≥S_{PF}$

U_Δi为节点i的电压变化率，U_i为节点i的电压，U_R为额定电压，S_R为电压变化率限定值，中低压配电网通常取5％，THD_i为节点i的电流总谐波畸变率，h为谐波次数，H为最高谐波次数，S_THDR为总谐波畸变率限定值，一般取5％，PF_i为节点i的功率因数，S_PF为配电网功率因数限定值，一般取0.9。

优选地，所述适应度函数为：

$f_{fitness}=A-f(i,j)-B\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{U}_{\mathrm{\Δ}i}-C\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{THD}}_i-D\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{PF}}_i$

式中A、B、C、D均为常系数，根据实际仿真情况进行适当调整，其中B、C、D为构造的约束条件的罚函数系数。

优选地，所述通过对所述向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群具体包括：

通过遗传运算对所述向量形式的初始种群进行选择、交叉、变异，得到新种群。

优选地，所述电网协调配置的决策变量包括：装置类型、装置位置和装置容量。

优选地，所述预置约束条件具体为：

节点电压范围、电流总谐波畸变率、配电网功率因数范围。

优选地，本发明实施例还提供了一种D-FACTS装置，通过以上所述的10kV配电网协调配置方法配置在10kV配电网中。

优选地，，本发明实施例提供的一种D-FACTS装置包括：有源电力滤波器、配电系统静止同步补偿器、动态电压恢复器和统一电能质量调节器。

优选地，本发明实施例还提供了一种基于上述D-FACTS装置的10kV配电网，其特征在于，包括：多个D-FACTS装置、10kV配电网；

多个所述D-FACTS装置为串联型、并联型或串并联型；

所述D-FACTS装置和所述10kV配电网连接。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法，其中，该10kV配电网包括：D-FACTS装置、10kV配电网，D-FACTS装置和10kV配电网连接，其中，该D-FACTS装置通过10kV配电网协调配置方法配置在10kV配电网中，该10kV配电网协调配置方法包括：S1：通过电网协调配置的决策变量构造目标函数，所述目标函数为投资成本的最小值函数，并通过分析10kV配电网中的问题并结合多台D-FACTS装置的特性确定初始种群，对所述初始种群的决策变量通过二进制编码得到向量形式的初始种群；S2：通过预置约束条件和所述目标函数确定适应度函数，通过所述适应度函数计算所述向量形式的初始种群的适应度，并通过对所述向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群；S3：通过所述目标函数判断所述新种群是否满足预定指标，若是，则执行S4，若不是，则将所述新种群的值赋予所述向量形式的初始种群，再执行S2；S4：对所述新种群进行解码得到最终解，所述最终解为优化配置后的D-FACTS装置位置、D-FACTS装置容量与D-FACTS装置类型。本发明实施例提供的10kV配电网综合考虑了供电可靠性、网损和电能质量三个方面的问题，所设计的配电网各方面均要优于现有技术，尤其是在经济性方面，本发明考虑到了因为停电、电能质量以及网损所带来的经济损失，采取了相应技术方案来提高经济性。

此外，本发明利用遗传算法对D-FACTS装置的配置方法进行了优化，实现投资成本的最优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种10kV配电网协调配置方法的流程示意图；

图2为一种具有低损耗特性的10kV配电网的结构示意图；

图3为一种具有低损耗特性的10kV配电网具体结构示意图；

图4为10kV架空配电网的结构示意图；

图5为10kV电缆配电网的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种10kV配电网及10kV配电网协调配置方法，能够有效解决目前配电网运行中存在的有关于网损、电能质量、供电可靠性的三个主要问题，有效降低配电网运行中的经济损失，提高客户的满意度。同时引入一种基于遗传算法的D-FACTS装置优化配置方法，在满足配电网电能质量要求的同时，实现装置投资成本的最小化，进一步提升配电网的经济性。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种10kV配电网协调配置方法，包括：

101、通过电网协调配置的决策变量构造目标函数，目标函数为投资成本的最小值函数，并通过分析10kV配电网中的问题并结合多台D-FACTS装置的特性确定初始种群，对初始种群的决策变量通过二进制编码得到向量形式的初始种群；

根据投资成本以及装置类型、装置位置和装置容量构造目标函数，确定约束条件为节点电压范围、电流总谐波畸变率、配电网功率因数范围，并通过分析10kV配电网中的问题并结合多台D-FACTS装置的特性确定初始种群，对初始种群的决策变量通过二进制编码得到向量形式的初始种群。

102、通过预置约束条件和目标函数确定适应度函数，通过适应度函数计算向量形式的初始种群的适应度，并通过对向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群；

确定向量形式的初始种群，通过预置约束条件和目标函数确定适应度函数，通过适应度函数计算向量形式的初始种群的适应度，并通过对向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群。

103、通过目标函数判断新种群是否满足预定指标，若是，则执行105，若不是，则执行104，再执行102；

通过目标函数判断新种群是否满足预定指标，若是，则执行步骤104，若不是，则执行步骤104，再执行步骤102。

104、将新种群的值赋予向量形式的初始种群；

105、对新种群进行解码得到最终解，最终解为优化配置后的D-FACTS装置位置、D-FACTS装置容量与D-FACTS装置类型。

在本实施例中，引入一种D-FACTS装置的协调配置策略，以实现D-FACTS装置的安装位置、容量分配、投资成本的最优化设计。

所述优化配置策略，是指将D-FACTS装置的安装位置、容量配置和投资成本规划问题转换为一个多目标优化问题，即在保证系统稳定、各项指标达到要求的前提下，实现投资成本的最小化。该问题的解决办法为通过构造目标函数和约束条件，利用遗传算法，获得最优解即最优配置。

在本发明中，协调配置策略的一种实现方式有以下几个流程：

确定目标函数，在本发明提出的10kV配电网中，协调配置策略的目标在于使得总投资成本最低，而与投资成本直接相关的决策变量主要是装置类型、装置位置和装置容量三个，故可以构造如下目标函数：

$f(i,j)=min\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=0}{\overset{4}{\Σ}}\right(E_{ij}\×V_{ij}\×P_j+C_{ij}\left)\right)$

式中，i代表配网节点，j代表装置类型(0代表不安装，1代表APF，2代表D-STATCOM，3代表DCR，4代表UPQC)；E_ij代表在i节点装设j设备，若为0则表示不装；而V_ij则代表所装设备的容量；P_j代表装设j设备单位容量的价格；C_ij表示在i节点处装设j设备的安装等人工费用。

确定约束条件，在本发明提出配电网中，主要的约束条件可以选择为节点电压范围、电流总谐波畸变率、配电网功率因数范围。约束条件的数学表达式如下：

$U_{\mathrm{\Δ}i}=\left|\frac{U_i-U_R}{U_R}\right|\≤S_R$

${\mathrm{THD}}_i=\frac{\sqrt{\underset{h=2}{\overset{H}{\Σ}}{I}_{hi}^2}}{I_i}\×100\%\≤S_{THDR}$

${\mathrm{PF}}_i=\frac{P_i}{\sqrt{P_i^2+Q_i^2}}\≥S_{PF}$

U_Δi为节点i的电压变化率；Ui为节点i的电压，U_R为额定电压；S_R为电压变化率限定值，中低压配电网通常取5％；THD_i为节点i的电流总谐波畸变率；h为谐波次数；H为最高谐波次数(根据谐波含量的分布情况确定)，S_THDR为总谐波畸变率限定值，一般取5％，此外各次谐波的含量国标也有明确规定；PF_i为节点i的功率因数；S_PF为配电网功率因数限定值，一般取0.9。

产生初始种群，分析10kV配电网中存在的问题，即存在的负荷种类、主要电能质量问题等，同时结合D-FACTS装置的特性，大致确定D-FACTS在配电网中的装置类型、装置位置和装置容量，即可得到遗传算法的初始种群。

编码，可以将种群通过二进制编码的方法得到初始种群的向量表达形式，向量的长度决定了计算结果的精度。

确定适应度函数，根据目标函数和约束条件，考虑到适应度函数为有最大值形式的非负，可以确定如下式所示的适应度函数：

$f_{fitness}=A-f(i,j)-B\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{U}_{\mathrm{\Δ}i}-C\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{THD}}_i-D\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{PF}}_i$

式中A、B、C、D均为常系数，根据实际仿真情况进行适当调整，其中B、C、D为构造的约束条件的罚函数系数。

选择、交叉、变异，通过对初始种群进行选择、交叉、变异的迭代遗传运算操作，不断得到新的种群。选择的方法可以是基于种群交流的选择方法，而交叉和变异的概率可以根据实际情况来定。

解码，得到最优解后进行解码操作即可得到三个决策变量的最优数值，即得到优化配置后的装置安装位置、安装容量与安装类型。

在本发明实施例中，遗传算法为本领域技术人员公知，以下不再赘述。

本发明实施还例提供了一种D-FACTS装置，通过以上所述10kV配电网协调配置方法配置在10kV配电网中。

在本实施例中，D-FACTS装置能有效解决配电网中存在的各种电能质量问题，主要可以分为串联型、并联型和串、并联型三大类。在上述具有高供电可靠性的10kV配电网中，引入如下D-FACTS装置，进一步达到降低配电网网损和因为电能质量问题所带的经济损失的目的。

有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)，APF是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以进行补偿，有效解决分布式电源、大功率冲击性和波动性负荷以及交流变频系统所产生的谐波污染，保障电网中其他设备正常运行，避免设备损坏。

配电系统静止同步补偿器(Distribution Static Synchronous Compensator，D-STATCOM)，D-STATCOM是一种用于补偿无功的并联型电力电子装置，基本结构和APF比较相似，具有较快的响应速度，能够对系统中的稳定无功负荷和暂态无功负荷进行有效补偿，保证配电网运行在功率因数接近1的状态，降低了配电网网损。此外，D-STATCOM也能对配电网电流进行补偿，针对配电网中的单相负荷所引起的三相不平衡现象进行有效改善。

动态电压恢复器(Dynamic Voltage Regulator，DVR)，DVR是一种串联电压控制装置，它可以输出一定数值和波形的非周期补偿电压，保护敏感负载免受供电端除停电之外的电压扰动的影响。有效地解决了敏感负荷因为电压扰动所导致的脱网或者非正常工作问题，降低了经济损失。此外，它同时还能应对配电网中线路过长引起的末端电压过低问题。

统一电能质量调节器(Unified Power Quality Controller，UPQC)，UPQC是一种串、并联型电能质量调节装置，因此它具有上述几种D-FACTS装置的全部功能。在10kV配电网中引入UPQC可以进一步完善本发明提出的10kV配电网，正常情况下，UPQC可以通过调节串联侧的补偿电压来控制线路参数和节点电压，达到调节潮流的目的，使得10kV配电网的潮流分布尽可能的符合经济分布，总网损达到最小；当上述三种装置有一个失灵，或者是容量不够时，UPQC能作为后备支撑，及时提供相应功能，为提高10kV配电网的电能质量提供强有力的保障。

上述D-FACTS装置和高供电可靠性10kV配电网共同构成了本发明提出的一种具有低损耗特性的10kV配电网主体，其结构示意图如图2所示。

D-FACTS装置通过接入高供电可靠性的10kV配电网，为用户和负荷提供高质量的电能同时降低配电网的网损。根据D-FACTS装置的特性及优点，10kV配电网的一种具体拓扑结构如图3所示。图中省略了10kV配电网中的变压器、自动化终端等元素，该图仅展示了一种D-FACTS装置和高供电可靠性的10kV配电网结合的方式。

本发明实施例还提供了一种基于上述D-FACTS装置的10kV配电网，包括：多个D-FACTS装置、10kV配电网；

多个D-FACTS装置为串联型、并联型或串并联型；

D-FACTS装置和10kV配电网连接。

在本实施例中，10kV配电网包括配电线路，分为电缆线路和架空线路，配电线路可为其中一种或者两种混合；配电网网架，同样分为电缆网网架和架空网网架，其中电缆网网架为三供一备结构，架空网网架为N分段n联络结构；变电站母线，通过10kV配电线路从变电站引出，为配电网提供电能；变压器，用于将10kV电压转换为居民用电电压；控制保护设备，包括自动化终端、故障指示器、电流互感器(Current Transformer，CT)等，用于实时监测配电网的各项数据，故障发生时保护10kV配电网。进一步，当配电网网架为架空网网架时，还包括分段开关、联络开关和分支线开关；当配电网网架为电缆网网架时，还包括环网节点，可以是公用开关站或配电站，联络开关、分段开关和分支线开关位于环网节点内。

图4是10kV架空配电网的实现方式，该配电网包括：

架空线路，通过网架连接配电网中的各个部分，起到传输电能的作用。

配电网网架，该网架结构为N分段n联络，一般情况下N≤6，n≤2。

变电站母线，为10kV配电网提供电能，当网架结构为N分段n联络时，10kV配电网中的变电站母线必须要出自同一变电站的不同母线或者不同变电站的母线，满足当其中一条母线出现故障时，配电网的负荷不会发生丢失，提高供电可靠性。

配电变压器，将10kV等级的电压转换为日常用电电压，根据实际情况种类可分为公用配变(公变)和专用配变(专变)。

自动化分段开关，如图4中ZD1和ZD2所示。当线路主干线长度少于15千米时，在线路分段开关中选择2台设置为自动化开关，主干线长度超过15千米时，自动化分段开关数量可增加1台。原则上，采用自动化开关分段后，主干线上每个分段内配变数量不宜少于5台，两个自动化分段开关之间距离不宜少于2千米，考虑到配变分布不均，山区、大片鱼塘等特殊地形，各个分段的长度和配变数量可以有差别。自动化分段开关均为具有遥测、遥信、遥控功能。

自动化联络开关，如图4中ZL1和ZL2所示。联络开关在配电网正常运行时处于开路状态，防止故障发生时的短路电流过大；当配电网发生故障时，联络开关闭合，向停电区域送点，提高供电可靠性。自动化联络开关均为具有遥测、遥信、遥控功能。

第一级分支线开关，如图4中ZF1所示。当第一级分支线长度超过3千米，所带配变数量不少于5台，或分支线长度超过5千米，所带配变数量不少于3台时，在第一级分支线与主干线T接处可设置1台自动化分支线开关。自动化分支线开关具有遥测、遥信、遥控功能。

故障指示器，如图4中所示，分为一遥(遥信)型故障指示器和就地型故障指示器，当一个自动化分段内线路的长度超过3千米时，可在该分段内设置一遥故障指示器，2-3千米左右设置一组。不满足安装自动化分支线开关的第一级分支线在与主干线T接处设置一遥故障指示器，如果分支线只带1台配变且距离主干线不远，可不装设。

变压器自动化终端，如图4所示，分为负荷控制终端和配变检测终端，分别用于专变和公变，实现对配变运行状态判别和遥测数据的采集。

图5是10kV电缆配电网的实现方式，该配电网包括：

电缆线路，通过网架连接配电网中的各个部分，起到传输电能的作用。

配电网网架，该网架结构为三供一备结构。

变电站母线，为10kV配电网提供电能，当网架结构为三供一备时，一共需要来自四个不同变电站的母线为该配电网提供电能，提高该10kV配电网的供电可靠性。

配电变压器，将10kV等级的电压转换为日常用电电压，同样分为公变和专变，图中未标出。变压器位于分支线上(图5中未画出)或者环网节点内。

环网节点，环网节点是指主干线公用开关站、配电站，环网节点内的开关包括环进开关(如图5中K1)、环出开关(如图5中K2)、第一级分支线开关(如图5中K3)。

分段环网节点，选取一定环网节点作为分段环网节点，原则上各个分段的配变数量按照馈线配变总数均分，可结合分段内用户数量、性质和重要性，适当调整分段内配变数量，每个分段内配变数量宜3-6台，如有重要用户，可适当减少其所在分段内配变数量。每一个分段环网节点内装有配电自动化终端，实现对环网节点内全部开关的运行数据采集与监控。

进一步，分段环网节点的环出开关设置为自动化分段开关，具备遥测、遥信、遥控功能，如图5中ZD1～ZD6。当一条分支线所带配变数量超过2台，或分支线所带的专变用户故障出门较多，采取管理措施无效时，可将该分支线开关设置为自动化分支线开关，具备遥测、遥信、遥控功能，如图5中ZF1、ZF4、ZF5。其余开关只用专设两项CT和零序CT，通过自动化终端实现故障定位功能，如ZF2、ZF3、ZF6。开关柜具有开关或地刀二次辅助节点，接入配电自动化终端监测，实现开关和地刀分合位置的遥信。

联络环网节点，联络开关所在的环网节点称作联络环网节点。联络环网节点内设置1台配电自动化终端，实现对环网节点内全部开关的运行数据采集和监控。联络环网节点的环出开关设置为自动化联络开关，具备遥测、遥信、遥控功能，如图5中ZL1～ZL4。其余开关技术要求与分段环网节点一样。

普通环网节点，除了分段、联络环网节点以外，其它环网节点统称普通环网节点。普通环网节点设置1台配电自动化终端，实现对环网节点内全部开关的运行数据采集和监控。环出开具有遥测和遥信功能。除环出开关技术要求不一样外，其余技术要求与分段环网节点一样。

变压器自动化终端，图5中未画出，分为负荷控制终端和配变检测终端，分别用于专变和公变，实现对配变运行状态判别和遥测数据的采集。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种10kV配电网协调配置方法，其特征在于，包括：

S1：通过电网协调配置的决策变量构造目标函数，所述目标函数为投资成本的最小值函数，并通过分析10kV配电网中的问题并结合多台D-FACTS装置的特性确定初始种群，对所述初始种群的决策变量通过二进制编码得到向量形式的初始种群；

S2：通过预置约束条件和所述目标函数确定适应度函数，通过所述适应度函数计算所述向量形式的初始种群的适应度，并通过对所述向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群；

S3：通过所述目标函数判断所述新种群是否满足预定指标，若是，则执行S4，若不是，则将所述新种群的值赋予所述向量形式的初始种群，再执行S2；

S4：对所述新种群进行解码得到最终解，所述最终解为优化配置后的D-FACTS装置位置、D-FACTS装置容量与D-FACTS装置类型。

2.根据权利要求1所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述目标函数为：

$f(i,j)=min\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=0}{\overset{4}{\Σ}}\right(E_{ij}\×V_{ij}\×P_j+C_{ij}\left)\right)$

式中，i代表配网节点，j代表装置类型，E_ij代表在i节点装设j设备，若为0则表示不装，而V_ij则代表所装设备的容量，P_j代表装设j设备单位容量的价格，C_ij表示在i节点处装设j设备的安装等人工费用。

3.根据权利要求1所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述预置约束条件为：

$U_{\mathrm{\Δ}i}=\left|\frac{U_i-U_R}{U_R}\right|\≤S_R$

${\mathrm{THD}}_i=\frac{\sqrt{\underset{h=2}{\overset{H}{\Σ}}{I}_{hi}^2}}{I_i}\×100\%\≤S_{THDR}$

${\mathrm{PF}}_i=\frac{P_i}{\sqrt{P_i^2+Q_i^2}}\≥S_{PF}$

U_Δi为节点i的电压变化率，U_i为节点i的电压，U_R为额定电压，S_R为电压变化率限定值，中低压配电网通常取5％，THD_i为节点i的电流总谐波畸变率，h为谐波次数，H为最高谐波次数，S_THDR为总谐波畸变率限定值，一般取5％，PF_i为节点i的功率因数，S_PF为配电网功率因数限定值，一般取0.9。

4.根据权利要求3所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述适应度函数为：

$f_{fitness}=A-f(i,j)-B\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{U}_{\mathrm{\Δ}i}-C\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{THD}}_i-D\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{PF}}_i$

式中A、B、C、D均为常系数，根据实际仿真情况进行适当调整，其中B、C、D为构造的约束条件的罚函数系数。

5.根据权利要求1所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述通过对所述向量形式的初始种群进行遗传运算，得到新种群具体包括：

通过遗传运算对所述向量形式的初始种群进行选择、交叉、变异，得到新种群。

6.根据权利要求1所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述电网协调配置的决策变量包括：装置类型、装置位置和装置容量。

7.根据权利要求1所述的10kV配电网协调配置方法，其特征在于，所述预置约束条件具体为：

节点电压范围、电流总谐波畸变率、配电网功率因数范围。

8.一种D-FACTS装置，其特征在于，通过权利要求1至7所述的10kV配电网协调配置方法配置在10kV配电网中。

9.根据权利要求8所述的D-FACTS装置，其特征在于，包括：有源电力滤波器、配电系统静止同步补偿器、动态电压恢复器和统一电能质量调节器。

10.一种基于权利要求8和9的10kV配电网，其特征在于，包括：多个D-FACTS装置、10kV配电网；

多个所述D-FACTS装置为串联型、并联型或串并联型；

所述D-FACTS装置和所述10kV配电网连接。