CN107016472A - 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统 - Google Patents

一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107016472A
CN107016472A CN201710335586.0A CN201710335586A CN107016472A CN 107016472 A CN107016472 A CN 107016472A CN 201710335586 A CN201710335586 A CN 201710335586A CN 107016472 A CN107016472 A CN 107016472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distribution network
index
power distribution
evaluation
attribute
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710335586.0A
Other languages
English (en)
Inventor
傅晓飞
廖天明
盛慧
陈新
纪坤华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority to CN201710335586.0A priority Critical patent/CN107016472A/zh
Publication of CN107016472A publication Critical patent/CN107016472A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开一种多目标配电网运行方式优化方法，该优化方法包含：基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标；通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。本发明将层次分析法多目标评价指标体系引入配电网运行方式的优化中，并将其应用于配电网重构，实现针对正常运行、故障、检修三种不同配电网状态下的配电网运行方式优化。

Description

一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统
技术领域
本发明涉及配电网领域，具体涉及一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统。
背景技术
配电网运行方式在正常运行、检修和故障三种不同状态下需要重点解决各自不同的问题，分别需要不同的优化目标进行运行方式优化计算。基于层次分析方法综合评估配电网设备运行状态、技术性和经济性，建立层次分析模型，并通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵获得正常运行、故障、检修三种状态下的综合评价指标，将其应用于配电网三种不同状态下的运行方式优化目标。
配电网线损耗，尤其是10kV低压侧线路的损耗，是配电网损失较多的一个环节之一，是线损管理工作的重点之一。为保证电力网络供电的可靠性和安全性，中低压侧配网的接线方式和运行方式变得越来越复杂，逐渐趋向多元化，多条线路相互联络，实行环网的供电模式。随着国民经济的不断发展及负荷密度的不断提高，中压配电网的电能损耗也在逐渐增大。如何更有效地降低电能在传输过程中的损耗，即节能降损已成为电网运行中要解决的问题。配电网的节能降损能力提升是配电网的重要工作，同时也是体现配电网管理水准的重要指标。改造配电网是提升配网能力的重要手段。在正常运行状态下，为了提高网络的可靠性和经济性，需要定期根据负荷的变化情况通过调整这些开关的状态来重新构造配电网络的运行结构，使负荷在各馈线之间相互转移而得到合理分配，不仅能够提高供电的可靠性和安全性，而且能降低网损。
发明内容
本发明提供一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统，针对配电网运行方式在正常运行、检修和故障状态，分别实现运行方式的优化。
为实现上述目的，本发明提供一种多目标配电网运行方式优化方法，其特点是，该优化方法包含：
基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标；
通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；
针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
上述基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标的方法包含：
选取参数指标，包含：配电变压器间的负载率不平衡度、单回线路最高负载率、线路间的负荷转移能力、电压偏离水平、无功配置不合格的比例；
建立层级结构，包含最高层的配电网综合评价，中间层的设备运行评价、技术性指标评价和经济性指标评价，以及最底层的选取的参数指标。
上述最底层的参数指标中，配电变压器间的负载率不平衡度和单回线路最高负载率表征设备运行评价，线路间的负荷转移能力、电压偏离水平和无功配置不合格的比例表征技术性指标评价，线路损耗和变压器损耗表征经济性指标评价。
上述的多目标配电网运行方式优化方法，其特征在于，所述通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标的方法包含：
建立方案属性决策向量，如式(1)：
Wi＝(wij)T (1)
式(1)中：Wi为第i个方案的方案属性决策向量；Wij为第i个方案中的第j个指标的值；i＝1,2，…n；j＝1,2，…7；
形成判断矩阵，如式(2)：
利用求解该矩阵最大特征值λmax对应的特征向量的方法来求得各个方案针对Aj的属性权重，即其中：为矩阵Wj的归一化矩阵；
设定判断矩阵权重在正常运行、故障、检修三种状态下选取的参数指标的权重并采用式(3)计算正常运行、故障、检修三种状态的权重，以获得配电网综合评价：
式(3)中，Wi k+1为方案i对层次结构中第k+1层某属性Ak+1的方案权重；m为属性Ak+1的子属性个数；Wj (k)为属性Ak+1在第k层的子属性j的权重；Wij(k)为方案i对子属性j的方案权重；i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，7。
一种多目标配电网运行方式优化系统，其特点是，该优化系统包含：
优化模型建立模块，其基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标；
综合评价指标获取模块，其连接优化模型建立模块输出，通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；
优化模块，其连接综合评价指标获取模块输出，针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
上述优化模型建立模块包含：
参数指标选取模块，其选取配电变压器间的负载率不平衡度和单回线路最高负载率表征设备运行评价，线路间的负荷转移能力、电压偏离水平和无功配置不合格的比例表征技术性指标评价，线路损耗和变压器损耗表征经济性指标评价；
层级结构建立模块，其连接参数指标选取模块输出，采用层次分析法建立层级结构，层级结构包含：最高层的配电网综合评价，中间层的设备运行评价、技术性指标评价和经济性指标评价，以及最底层的上述选取的参数指标。
本发明多目标配电网运行方式优化方法及优化系统和现有技术相比，其优点在于，本发明将层次分析法多目标评价指标体系引入配电网运行方式的优化中，并将其应用于配电网重构，实现针对正常运行、故障、检修三种不同配电网状态下的配电网运行方式优化。
附图说明
图1为本发明多目标配电网运行方式优化方法的实施例一的流程图；
图2为层次分析法评价标准获取分层结构图；
图3为本发明多目标配电网运行方式优化方法的实施例二的改进的IEEE 69节点10kv配电网接线图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
如图1所示，本发明公开一种多目标配电网运行方式优化方法的实施例一，该优化方法具体包含以下步骤：
S100、基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标。
S110、选取参数指标。
在研究当今复杂配电网运行方式时，指标的选取一定要有针对性。供电能力、转供能力、经济性对时效性要求较高，是本发明重点评估的方向；而供电可靠性的指标是规划的重点，大多以年为单位进行统计。在配电网运行方式优化过程中主要考虑短期时效性，因此舍去了供电可靠性的指标。本发明选取与配电网运行方式优化密切相关的7个参数指标进行改善，包含：配电变压器间的负载率不平衡度、单回线路最高负载率、线路间的负荷转移能力、电压偏离水平、无功配置不合格的比例。
1)配电变压器间的负载率不平衡度A1：
该参数指标(记为A1)用来评价当前配电网结构下的配电变压器负荷是否均衡。当配电变压器间的负荷达到合理均衡状态时，整个配电网的安全性、经济性都能得到很好地保障，计算如下式(3)：
式(4)中：rLmax为配电变压器的最高负载率；rLmin为配电变压器的最低负载率。
2)单回线路最高负载率A2：
该参数指标(记为A2)主要用来找出满载、超载线路。若某条线路超载严重，则表明其供电区域剩余供电裕量少、安全性存在隐患。计算如下式(5)：
A2＝max(ρi) (5)
式(5)中：ρi为线路i的负载率。
3)线路间的负荷转移能力B1：
该参数指标(记为B1)用来评价线路间的负荷转移供电能力，即在线路或设备发生故障时，将线路或故障设备所带的负荷转移到其他线路或者设备上去，恢复其供电的能力，如下式(6)：
式(6)中，Loth为在假想下发生故障或检修时可通过其他线路转移的负荷量；Lneed为在假想下发生故障或检修时需转移的负荷量。
4)电压偏离水平B2：
该参数指标(记为B2)用来评价配电网最低电压水平，用于分析评估实际电能质量。如式(7)：
式(7)中：Uιe为节点实际电压；Uιa为节点额定电压。
5)无功配置不合格的比例B3：
该参数指标(记为B3)用来统计待评估配电网中无功配置不合格的节点的比例。其中，无功配置的合格与否，通过每一个节点无功补偿后其功率因数的值来判定。若尽最大能力进行无功补偿后，其功率因数仍旧达不到标准，则可判定其无功配置不合格。如式(8)：
式(8)中：nnot为无功配置不合格节点数目；ntot为节点总数目。
6)线路损耗C1和变压器损耗C2：
这2个参数指标(分别记为C1和C2)属于电网经济性指标，用来评价各条线路和各个配电变压器的损耗，需要通过整个配电网潮流计算来得到。其中，线路损耗C1的计算如式(9)：
式(9)中：Pi和Qi分别为线路i的有功和无功功率；Ri为线路i的电阻；Ui为线路i的电压。
变压器损耗C2分为铁损和铜损，铁损又叫空载损耗，就是固定损耗，实是铁芯所产生的损耗，也称铁芯损耗，而铜损也叫负荷损耗，变压器损耗计算方式如下：
有功损耗：ΔP＝P0+KTβ2PK；
无功损耗：ΔQ＝Q0+KTβ2QK；
综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP+KQΔQ。
其中：Q0为空载无功损耗，P0为空载损耗，P为额定负载损耗。
S120、建立层级结构。影响电网规划方案决策的因素众多，而且它们之间还存在复杂的关系。通过对配电网中各种因素进行归类，分析其彼此之间的关系，建立适应配电网运行方式优化的层次结构。
如图2所示，层级结构建立为包含最高层、连接在最高层下的中间层和连接在中间层下的最底层三层。
最高层包含配电网综合评价G，其使配电网评价的最终结果量化，为衡量配电网运行方式的优劣提供了判断依据。
中间层从总体上对配电网的评估功能和分析对象进行划分，包含设备运行评价A、技术性指标评价B和经济性指标评价C。同时为日后配电网评估规划的制定和实施提供了职责范围。每一类指标根据要求，再逐级拓展下一级中间层，形成递阶性层次结构。
最底层则包含具体的参数指标，是配电网运行方式评价的基础，其全面、科学且有针对性地决定了配电网运行方式评价工作的最终效果。由于实际运行中往往会出现同类设备间设备状态差异明显，且负载率情况参差不齐，甚至状态差的设备负载率更大一些的情况，将造成已有设备没有充分利用。因此，通过AHP的表达方法引入设备运行综合评价评分，将设备运行优化也作为优化目标的一个部分。
参数指标包含：配电变压器间的负载率不平衡度A1、单回线路最高负载率A2、线路间的负荷转移能力B1、电压偏离水平B2、无功配置不合格的比例B3、线路损耗C1和变压器损耗C2。
其中，配电变压器间的负载率不平衡度A1和单回线路最高负载率A2表征设备运行评价A。
线路间的负荷转移能力B1、电压偏离水平B2和无功配置不合格的比例B3表征技术性指标评价B。负荷转供是配电网重构的重要目的之一，达到保证供电、恢复供电的目的。无功配置合格的点，通过无功补偿后，其功率因数应该达到一定的标准，偏离标准，则可判定其不合格。B3可以有效地表征配电网无功配置水平。
线路损耗C1和变压器损耗C2表征经济性指标评价C。C2是衡量电能质量的一个重要指标，其反映了线路末端节点相对于额定电压的偏移程度，体现了配电网的有功和无功配置对电能质量的影响。在经济性指标综合评价评分中，主要是考虑如何降低整个配电网的损耗，因为配电网的特点决定了在配电网优化中必须减小其损耗。选取C1和C2作为主要的指标。
S200、通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的配电网综合评价指标G。
S210、建立方案属性决策向量。收集各方案关于每一个指标属性的信息，即方案属性决策表。将图2层次结构中的树叶属性与各方案连线就形成了方案属性决策表，如式(1)：
Wi＝(wij)T (1)
式(1)中：Wi为第i个方案的方案属性决策向量；Wij为第i个方案中的第j个指标的值；i＝1,2，…n；j＝1,2，…7。
S220、形成判断矩阵。
整个AHP计算过程都是围绕层次结构图展开的。AHP的最终目的是求出各方案对总目标的相对重要性评分(称为综合权重)，综合权重的大小即代表了该方案的相对优劣。求综合权重前，必须求解层次结构中的局部权重。局部权重分为2类：一类是同层属性对于上一层父属性的相对重要性，称为属性权重，例如属性A、B、C相对于G的权重；另一类是各方案就某属性而言的相对优越性，称为方案权重，例如方案1、方案2和方案3对属性B1的优越性评分。要求得各方案相对于G的综合权重，就需要先求得方案对G的子属性A、B、C的方案权重以及A、B、C对G的属性权重。同样，要求得A、B、C的方案权重，又分别需要计算其下一级子属性的方案权重和属性权重。按以上方式，最终需要获得方案关于最底层树叶属性的权重，一层一层向上计算出方案的综合权重，作为该方案的配电网综合评价评分。
通过方案权重判断，建立方案判断矩阵这一过程的实质是数据的标量化。方案属性决策表中的数据存在2个方面的问题：一方面，表中的定量属性虽已量化，但其量纲和数量级不统一，无法直接比较，需规范化处理；另一方面，定性数据也需通过标量化手段转换为规范化的定量数据。要综合这些属性数据进行定量评判，就必须将其标量化。本例中采用AHP的相对标量法，通过计算比较各个方案属性决策向量中的分量，形成7个方案权重判断矩阵Aj(j＝1，2，…，7)，每个矩阵代表了一个对应于某个参数指标的方案权重判断矩阵，如式(2)：
最后利用求解如式(2)的判断矩阵的最大特征值λmax对应的特征向量的方法来求得各个方案针对Aj的属性权重，即：其中：为矩阵Wj的归一化矩阵。这样求得的将各个指标的数据归一化和标量化，可以方便地进行综合权重计算。
S230、设定判断矩阵权重在正常运行、故障、检修三种状态下选取的参数指标的权重：在正常运行状态下进行，配电网运行方式的优化时，侧重考虑经济性和技术性指标，但不失指标的全面性；在检修状态下优化时，侧重考虑设备运行性和技术性指标，此时经济性指标在综合评价评分中所占的比例就比较小；在故障状态下优化时，可以不考虑经济性指标，重点考虑设备运行和技术性指标，尤其是线路的转供能力指标的权重大大提高。各个指标在不同运行状态下的属性权重不同，并可随着运行经验和工艺要求适当调整，以适应不同运行状态下运行方式优化的要求。
S240、根据选取的参数指标的权重，采用式(3)计算正常运行、故障、检修三种状态的权重，以获得配电网综合评价：
式(3)中，Wi k+1为方案i对层次结构中第k+1层某属性Ak+1的方案权重；m为属性Ak+1的子属性个数；Wj (k)为属性Ak+1在第k层的子属性j的权重；Wij(k)为方案i对子属性j的方案权重；i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，7。
根据上式(3)，由最底层、中间层、最高层，层层向上计算，最终得到配电网综合评价G。
S300、针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
本实施例一还公开了一种适用于上述多目标配电网运行方式优化方法的一种多目标配电网运行方式优化系统，该优化系统包含：优化模型建立模块、连接优化模型建立模块输出的综合评价指标获取模块、连接综合评价指标获取模块输出的优化模块。
优化模型建立模块用于基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标。
综合评价指标获取模块用于通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；
优化模块用于针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
其中优化模型建立模块包含：参数指标选取模块和层级结构建立模块。
参数指标选取模块用于选取配电变压器间的负载率不平衡度和单回线路最高负载率表征设备运行评价，线路间的负荷转移能力、电压偏离水平和无功配置不合格的比例表征技术性指标评价，线路损耗和变压器损耗表征经济性指标评价。
层级结构建立模块连接参数指标选取模块输出，采用层次分析法建立层级结构，层级结构包含：最高层的配电网综合评价，中间层的设备运行评价、技术性指标评价和经济性指标评价，以及最底层的上述选取的参数指标。
如图3所示，还公开了一种多目标配电网运行方式优化方法的实施例二，采用改进的IEEE 69节点配电网数据来说明算法的可行性。图3为该配电网的接线图，其中，电压等级为10kV，拥有2个电源点、67条线路、2个变电站出口开关、67个分段开关、6个联络开关，即在原IEEE 69节点算例中加入对端电源点供电。该网络规模适当且接线图典型，具有一定的代表性。
在正常运行状态下，图中每一个节点都保证供电；在检修状态下，设定检修点为节点46，除该节点外，其余线路应保证供电；在故障状态下，假定节点18-19之间的线路在开关与节点18之间发生断路故障，该段线路停止供电，其余线路保证供电。
分别对3种状态下的配电网进行运行方式优化，在优化的过程中，属性权重矩阵采用不同的值来适应不同状态下运行方式优化的要求。表1为正常运行状态下，初始运行方式和2个被选方案的属性决策向量中的量。
方案 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2
当前方案 0.92 0.73 0.42 0.24 0.22 672.3 235.2
方案1 0.42 0.81 0.53 0.32 0.13 703.8 286.5
方案2 0.23 0.68 0.79 0.20 0.23 437.8 193.2
表1方案属性决策表
其中，配电变压器间的负载率不平衡度为A1，单回线路最高负载率为A2，线路间的负荷转移能力为B1、，电压偏离水平为B2，无功配置不合格的比例为B3，线路损耗为C1，变压器损耗为C2。
表2为针对配电网综合评价体系的属性权重表。优化后的网络如表3所示。
状态 A A1 A2 B B1 B2 B3 C C1 C2
正常运行 0.25 0.5 0.5 0.35 0.40 0.3 0.30 0.4 0.7 0.3
检修 0.40 0.5 0.5 0.40 0.55 0.3 0.15 0.2 0.7 0.3
故障 0.40 0.5 0.5 0.60 0.70 0.2 0.1 0 0.7 0.3
表2属性权重判断表
表3三种状态下配电网运行方式优化结果比较表
在正常运行、故障、检修3种状态下求解出最优的配电网网络重构方案后，对各个小指标的改善结果如表4所示。
状态 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2
初始 0.92 0.73 0.42 0.24 0.22 672.3 235.2
正常运行 0.33 0.53 0.50 0.18 0.16 210.6 110.3
故障 0.27 0.53 0.87 0.09 0.07 653.7 211.9
检修 0.24 0.49 0.76 0.09 0.08 305.3 196.8
表4三种状态优化的改善结果比较表
从正常运行、故障、检修3种状态下的优化结果可以看出，在不同状态下，分析侧重点不同，所得出的结果也大不相同。在正常运行状态下，由于经济性指标所占的权重是3种状态下最大的，其比重超过过其余2项指标高达0.4，因此从优化结果可以看出，该结果对C1和C2等经济性指标的改善比较明显，优化效果达到一半。在故障状态下，故障线路停电，不考虑经济性指标，故在权重设置中将C调整为O，对网损等经济性指标几乎无改善作用，但B1等指标在其中占有主导地位，在经过优化后有了显著改善，优化效果也能达到一半，同时设备运行类指标也有一定的改善。检修状态介于正常运行状态和故障状态之间，但相对正常运行状态更侧重于检修线路的转供能力，同时也放宽了对经济性的要求。故其权重及优化结果也都倾向于居中。
本发明多目标评价体系运用于配电网运行方式的优化时，在3种不同的配电网运行状态下，有针对性地对配电网的运行方式进行优化，可以根据优化的结果提出运行方式的建议。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种多目标配电网运行方式优化方法，其特征在于，该优化方法包含：
基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标；
通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；
针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
2.如权利要求1所述的多目标配电网运行方式优化方法，其特征在于，所述基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标的方法包含：
选取参数指标，包含：配电变压器间的负载率不平衡度、单回线路最高负载率、线路间的负荷转移能力、电压偏离水平、无功配置不合格的比例；
建立层级结构，包含最高层的配电网综合评价，中间层的设备运行评价、技术性指标评价和经济性指标评价，以及最底层的选取的参数指标。
3.如权利要求2所述的多目标配电网运行方式优化方法，其特征在于，所述最底层的参数指标中，配电变压器间的负载率不平衡度和单回线路最高负载率表征设备运行评价，线路间的负荷转移能力、电压偏离水平和无功配置不合格的比例表征技术性指标评价，线路损耗和变压器损耗表征经济性指标评价。
4.如权利要求2或3所述的多目标配电网运行方式优化方法，其特征在于，所述通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标的方法包含：
建立方案属性决策向量，如式(1)：
Wi＝(wij)T (1)
式(1)中：Wi为第i个方案的方案属性决策向量；Wij为第i个方案中的第j个指标的值；i＝1,2，…n；j＝1,2，…7；
形成判断矩阵，如式(2)：
求解该矩阵最大特征值λmax对应的特征向量的方法来求得各个方案针对Aj的属性权重，即其中：为矩阵Wj的归一化矩阵；
设定判断矩阵权重在正常运行、故障、检修三种状态下选取的参数指标的权重，并采用式(3)计算正常运行、故障、检修三种状态的权重，
以获得配电网综合评价：
式(3)中，Wi k+1为方案i对层次结构中第k+1层某属性Ak+1的方案权重；m为属性Ak+1的子属性个数；Wj (k)为属性Ak+1在第k层的子属性j的权重；Wij(k)为方案i对子属性j的方案权重；i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，7。
5.一种如权利要求1至4中任意一项权利要求所述多目标配电网运行方式优化方法的优化系统，其特征在于，该优化系统包含：
优化模型建立模块，其基于层次分析方法建立优化模型，综合评估配电网设备运行状态、技术性指标和经济性指标；
综合评价指标获取模块，其连接优化模型建立模块输出，通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵分别获得正常运行、故障、检修状态下的综合评价指标；
优化模块，其连接综合评价指标获取模块输出，针对正常运行、故障、检修状态分别采用配电网该三种不同状态下的综合评价指标，进行运行方式优化。
6.如权利要求5所述多目标配电网运行方式优化系统，其特征在于，所述优化模型建立模块包含：
参数指标选取模块，其选取配电变压器间的负载率不平衡度和单回线路最高负载率表征设备运行评价，线路间的负荷转移能力、电压偏离水平和无功配置不合格的比例表征技术性指标评价，线路损耗和变压器损耗表征经济性指标评价；
层级结构建立模块，其连接参数指标选取模块输出，采用层次分析法建立层级结构，层级结构包含：最高层的配电网综合评价，中间层的设备运行评价、技术性指标评价和经济性指标评价，以及最底层的上述选取的参数指标。
CN201710335586.0A 2017-05-12 2017-05-12 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统 Pending CN107016472A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710335586.0A CN107016472A (zh) 2017-05-12 2017-05-12 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710335586.0A CN107016472A (zh) 2017-05-12 2017-05-12 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107016472A true CN107016472A (zh) 2017-08-04

Family

ID=59449635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710335586.0A Pending CN107016472A (zh) 2017-05-12 2017-05-12 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107016472A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110310053A (zh) * 2019-08-28 2019-10-08 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种配网线路自动化可转供电能力统计方法及系统
CN110570016A (zh) * 2019-08-13 2019-12-13 浙江大学 一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法
CN111628498A (zh) * 2020-05-29 2020-09-04 上海工程技术大学 一种考虑配电网可靠性的多目标配电网重构方法和装置
CN111967752A (zh) * 2020-08-10 2020-11-20 国电南京自动化股份有限公司 一种配网自动化系统运行综合评价方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102063657A (zh) * 2010-12-23 2011-05-18 中国电力科学研究院 一种城市配电网运行水平与供电能力评估方法
CN102999792A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 诸暨市供电局 一种配电网资源优化配置综合评价的方法
CN103679544A (zh) * 2012-11-27 2014-03-26 江苏省电力公司南京供电公司 一种智能配电网运行综合评估方法
CN103942738A (zh) * 2014-05-16 2014-07-23 国家电网公司 一种电能表综合评价方法及系统
CN104599054A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 国家电网公司 一种分布式电源并网后配电网运行特性的评价方法
CN104616091A (zh) * 2014-11-19 2015-05-13 南昌大学 一种基于层次分析法的城市配电网的综合分析方法
CN104951886A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 深圳供电局有限公司 一种配电网运行状态综合评价的方法及系统
CN105139095A (zh) * 2015-09-23 2015-12-09 河海大学 基于属性区间模型的配电网运行状态评估方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102063657A (zh) * 2010-12-23 2011-05-18 中国电力科学研究院 一种城市配电网运行水平与供电能力评估方法
CN103679544A (zh) * 2012-11-27 2014-03-26 江苏省电力公司南京供电公司 一种智能配电网运行综合评估方法
CN102999792A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 诸暨市供电局 一种配电网资源优化配置综合评价的方法
CN103942738A (zh) * 2014-05-16 2014-07-23 国家电网公司 一种电能表综合评价方法及系统
CN104616091A (zh) * 2014-11-19 2015-05-13 南昌大学 一种基于层次分析法的城市配电网的综合分析方法
CN104599054A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 国家电网公司 一种分布式电源并网后配电网运行特性的评价方法
CN104951886A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 深圳供电局有限公司 一种配电网运行状态综合评价的方法及系统
CN105139095A (zh) * 2015-09-23 2015-12-09 河海大学 基于属性区间模型的配电网运行状态评估方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
翁嘉明;刘东;何维国;杨滨;黄玉辉;: "基于层次分析法的配电网运行方式多目标优化" *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110570016A (zh) * 2019-08-13 2019-12-13 浙江大学 一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法
CN110570016B (zh) * 2019-08-13 2022-04-29 浙江大学 一种计及多阶段性能的抗灾型骨干网架优化方法
CN110310053A (zh) * 2019-08-28 2019-10-08 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种配网线路自动化可转供电能力统计方法及系统
CN111628498A (zh) * 2020-05-29 2020-09-04 上海工程技术大学 一种考虑配电网可靠性的多目标配电网重构方法和装置
CN111967752A (zh) * 2020-08-10 2020-11-20 国电南京自动化股份有限公司 一种配网自动化系统运行综合评价方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107016472A (zh) 一种多目标配电网运行方式优化方法及优化系统
CN104951866B (zh) 一种县级供电企业线损综合管理对标评价体系及评价方法
CN110490376B (zh) 面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法
CN103326348B (zh) 一种提高地区电网供电能力分析及全过程在线监测的系统
CN108428045A (zh) 一种配电网运行健康状态评估方法
CN104951886A (zh) 一种配电网运行状态综合评价的方法及系统
CN105139095A (zh) 基于属性区间模型的配电网运行状态评估方法
CN102063657A (zh) 一种城市配电网运行水平与供电能力评估方法
Sedighizadeh et al. Reconfiguration of distribution systems to improve re-liability and reduce power losses using imperialist com-petitive algorithm
CN111416359A (zh) 一种考虑加权潮流熵的配电网络重构方法
CN102915472A (zh) 基于基因修复混沌遗传算法的配电网综合优化规划方法
CN110490454B (zh) 基于配网设备运行效率评价的配网资产运行效率计算方法
CN107622360A (zh) 一种综合考虑主客观因素的关键线路识别方法
CN105656036B (zh) 考虑潮流和灵敏度一致性等值的概率静态安全分析方法
CN107358338A (zh) 一种多业务和硬件融合的d5000系统健康度分层优先评价方法
CN106845752A (zh) 一种大规模特高压互联电网受电规模评价体系
CN105741016B (zh) 一种用于中期电网规划的静态可靠性概率指标获取方法
CN110414810A (zh) 计及失负荷风险的多端智能软开关优化配置方法及系统
CN109492874A (zh) 一种三层级配电网投资决策体系的决策方法
CN116404655A (zh) 配网负荷柔性调控方法及系统
CN109345090A (zh) 一种基于配电网可靠性提升的网架评价方法
CN105207210A (zh) 配电网络优化运行方法和系统
CN110783913A (zh) 基于群的计及预想事故集最佳电网拓扑在线优化方法
CN112989576A (zh) 基于实时需求响应评估能源信息耦合系统可靠性的方法
CN107784373A (zh) 一种考虑节能减排的跨省购电计划安排方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination