CN107846018A - 基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法 - Google Patents

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李有春
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Abstract

本发明公开了基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，涉及配网供电能力评估方法。目前，在处理负荷转供问题上，未考虑隔了一台或多台主变来转带负荷的情况，故其计算所得的最大供电能力结果是不充分的。本发明包括以下步骤：输入配网信息；根据输入的配网信息，对指定配网建模；路径搜索，得到路径集合；利用混合整数规划求解工具求解配网最大供电能力；获得配网最大供电能力的计算值，以对最大供电能力进行评估，并输出结果。本发明在满足辐射状供电约束的条件下，寻找安全、合理的失电负荷转带方式，并充分考虑各种相邻主变转带、隔台区主变转带的方式，求得准确的配网最大供电能力，为配网规划建设提供有益参考。

Description

基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法
技术领域
本发明涉及配网供电能力评估方法，尤其涉及基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法。
背景技术
随着社会经济的迅速发展，配电网网架不断完善与扩张，用户对供电可靠性的要求不断增加。配电网最大供电能力是配电网可靠性评估的重要内容。类似于输电系统的最大输电能力，配电网最大供电能力是指一定供电区域内，配电网在满足N-1安全准则条件下，并在系统实际运行约束下，所能提供的最大负荷供应能力。该指标直接反映了配网供电的充裕度水平。完整、充分的配网最大供电能力评估，对配网的建设规划具有重要的指导作用。配网的建设过程一般分期进行，通过比对不同建设方案下的配网最大供电能力，选取更具效益优势的方案，即优先投资配网供电的薄弱环节，可以有效提升投资的经济性。
目前国内外学者对配网最大供电能力的评估方法主要分为3类：(1)以变电容量评估配电系统供电能力，如容载比法；(2)考虑网络转供能力的评估方法，如最大负荷倍数法、网络最大流法、负荷能力法；(3)将变电站供电能力、网络转供能力相结合的评估方法。上述方法，在处理负荷转供问题上，均只考虑了相邻主变来转带的情况，未考虑隔了一台、甚至多台主变来转带负荷的情况，因此其计算所得的最大供电能力结果均是不充分的，未能完整挖掘配网的供电能力水平。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，以获得准确的配网最大供电能力目的。为此，本发明采取以下技术方案。
基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，包括以下步骤：
1)输入配网信息，包括配网拓扑、主变容量、负荷大小、支路容量；
2)根据输入的配网信息，对指定配网建模，确定电源点集合、负荷点集合、支路集合，将各主变、负荷抽象为点，配电线路抽象为支路；
3)路径搜索，得到路径集合；
4)将配网实际运行的辐射状约束、主变容量约束、线路载流量约束，用路径状态变量代数表示，以满足所有N-1故障情形下的负荷总和最大值为目标函数，利用混合整数规划求解工具求解配网最大供电能力；
5)获得配网最大供电能力的计算值，以对最大供电能力进行评估，并输出结果。
本技术方案可以针对不同的N-1故障情景，在满足辐射状供电约束的条件下，寻找安全、合理的失电负荷转带方式，并充分考虑各种相邻主变转带、隔台区主变转带的方式，以供电区域内负荷总和最大为目标，求得准确的配网最大供电能力，为配网规划建设提供有益参考。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
在步骤2)中，对一个指定配电网进行建模时，将各主变抽象为电源点si，si在数值上等于该电源点的容量，电源点集合为NS为电源点总数；馈线及其所带负荷可以抽象为负荷点li，li在数值上等于该点负荷值大小，负荷点集合为NL为负荷点总数；点与点之间仅用一条带开关的支路bi连接，bi在数值上等于该条支路的容量，支路集合为NB为支路总数。
进一步的，在步骤3)，路径搜索，得到路径集合前，先进行定义，定义为负荷节点li的第k条可能供电路径，该路径为连接负荷节点li与某一电源节点的所有支路的集合。设负荷节点li共有p条可能的供电路径，用集合表示。
定义为由电源点si供电的所有路径集合，即起始点为电源点si的所有路径集合。
定义为经过支路bi的所有路径集合，即包含支路bi的所有路径集合。
定义为对应路径的通断状态：
进一步的，在步骤4)中，各个约束用如下公式表示：
辐射状运行约束：
电源容量约束：
线路载流量约束：
有益效果：
(1)本发明提供了一种配网最大供电能力的评估方法，其计算结果能作为配网规划建设的参考。
(2)本发明可以充分考虑各种相邻主变转带、隔台区主变转带的转供方式，能完整挖掘配网的最大供电能力。
(3)本发明用基于路径方式建立配电网络模型，可以搜索遍历所有的负荷转供情况，可为配网供电恢复、配网重构等领域提供有益参考。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是某配电网接线图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
1)输入配网信息，包括配网拓扑、主变容量、负荷大小、支路容量；
2)根据输入的配网信息，对指定配网建模，确定电源点集合、负荷点集合、支路集合，将各主变、负荷抽象为点，配电线路抽象为支路；
3)路径搜索，得到路径集合；
4)将配网实际运行的辐射状约束、主变容量约束、线路载流量约束，用路径状态变量代数表示，以满足所有N-1故障情形下的负荷总和最大值为目标函数，利用混合整数规划求解工具求解配网最大供电能力；
5)获得配网最大供电能力的计算值，以对最大供电能力进行评估，并输出结果。
在步骤2)中，对一个指定配电网进行建模时，将各主变抽象为电源点si，si在数值上等于该电源点的容量，电源点集合为NS为电源点总数；馈线及其所带负荷可以抽象为负荷点li，li在数值上等于该点负荷值大小，负荷点集合为NL为负荷点总数；点与点之间仅用一条带开关的支路bi连接，bi在数值上等于该条支路的容量，支路集合为NB为支路总数。
在步骤3)，路径搜索，得到路径集合前，先进行定义，定义为负荷节点li的第k条可能供电路径，该路径为连接负荷节点li与某一电源节点的所有支路的集合。设负荷节点li共有p条可能的供电路径，用集合表示。
定义为由电源点si供电的所有路径集合，即起始点为电源点si的所有路径集合。
定义为经过支路bi的所有路径集合，即包含支路bi的所有路径集合。
定义为对应路径的通断状态：
在步骤4)中，各个约束用如下公式表示：
辐射状运行约束：
电源容量约束：
线路载流量约束：
以图2为例，详细解释本发明提供方法的实施过程。本例中，电源点集合为S＝{s1，s2，s3}，电源点总数为3；负荷点集合为L＝{l1，l2，l3}，负荷点总数为3；支路集合为支路总数为6。电源容量、线路容量见下表。
系统的目标函数为：
maxl1+l2+l3
首先搜索所有路径，见下表。
根据N-1安全准则，依次将s1、s2、s3设为故障，求解相应情况下的配网最大供电能力，见下表
综合上述情景，取各情景下最大负荷总值的的最小值，则满足N-1安全准则的配网最大供电能力为500MW。
以上图1所示的基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (4)

1.基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，其特征在于包括以下步骤：
1)输入配网信息，包括配网拓扑、主变容量、负荷大小、支路容量；
2)根据输入的配网信息，对指定配网建模，确定电源点集合、负荷点集合、支路集合，将各主变、负荷抽象为点，配电线路抽象为支路；
3)路径搜索，得到路径集合；
4)将配网实际运行的辐射状约束、主变容量约束、线路载流量约束，用路径状态变量代数表示，以满足所有N-1故障情形下的负荷总和最大值为目标函数，利用混合整数规划求解工具求解配网最大供电能力；
5)获得配网最大供电能力的计算值，以对最大供电能力进行评估，并输出结果。
2.根据权利要求1所述的基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，其特征在于：在步骤2)中，对一个指定配电网进行建模时，将各主变抽象为电源点si，si在数值上等于该电源点的容量，电源点集合为NS为电源点总数；馈线及其所带负荷可以抽象为负荷点li，li在数值上等于该点负荷值大小，负荷点集合为NL为负荷点总数；点与点之间仅用一条带开关的支路bi连接，bi在数值上等于该条支路的容量，支路集合为NB为支路总数。
3.根据权利要求2所述的基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，其特征在于：在步骤3)，路径搜索，得到路径集合前，先进行定义，定义为负荷节点li的第k条可能供电路径，该路径为连接负荷节点li与某一电源节点的所有支路的集合；设负荷节点li共有p条可能的供电路径，用集合表示；
定义为由电源点si供电的所有路径集合，即起始点为电源点si的所有路径集合；
定义为经过支路bi的所有路径集合，即包含支路bi的所有路径集合；
定义为对应路径的通断状态：
4.根据权利要求3所述的基于路径搜索算法的配网最大供电能力评估方法，其特征在于：在步骤4)中，各个约束用如下公式表示：
辐射状运行约束：
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电源容量约束：
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线路载流量约束：
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