CN108649569B - 基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，按联络开关数量排序馈线；闭合所有的联络开关，按拓扑规则生成连通树；合并连通树，按连通规则生成连通子图；对连通子图内的开关根据重构规则进行重构；对连通子图内的馈线进行可开放容量计算。本发明通过配电网联络，在保障供电可靠性前提下，有效拓展了可开放容量，充分发挥了配电网架对可开放容量的放大与支撑作用。

Description

基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法
技术领域
本发明涉及一种配电网可开放容量计算方法，尤其涉及一种基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法。
背景技术
精准掌握馈线可开放容量对于供电企业提高业扩报装效率，减少线路用电高峰时的负载率，充分利用现有设备承载能力具有重要的意义。现有的可开放容量计算方式比较简单，主要依据是基于给定的网架与特定的方式，计算出的可开放容量比较保守，当方式发生变动时，所提供的可开放容量不能够再反映出电网可开放容量的实际情况，也不能够发挥配电网架对可开放容量的支撑与拓展作用。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，包括步骤：
(1)对馈线按联络开关数量排序；
(2)闭合所有的联络开关，按照拓扑规则生成连通树；
(3)根据连通规则合并连通树，生成连通子图；
(4)对连通子图进行网络重构；
(5)对每个连通子图进行可开放容量计算；
(6)重复步骤5，完成所有连通子图的计算。
步骤2中所述的拓扑规则包括：
(2.1)以联络开关为连通树的根节点，以馈线所在母线为叶子节点，以联络开关至母线的拓扑路径为连接根节点与叶子节点的边；
(2.2)联络开关至另外一个联络开关之间的拓扑路径不能当成边。
步骤3中所述连通规则包括：
(3.1)如果两颗连通树有部分共同边，则合并两颗树，生成连通子图；
(3.2)如果两颗连通树除叶子节点外，无部分共同连，则两颗连通树都转化为连通子图。
步骤4中所述的重构规则包括：
(4.1)以某一联络开关为中心，其它待确定联络开关为常断点，计算负荷重新分布后的负荷方差；
(4.2)以此联络开关为中心，向电源方向移动一个开关，重新计算负荷方差。
(4.3)以此联络开关为中心，逆电源方向移动一个开关，重新计算负荷方差；
(4.4)判断开关调整方向，以方差较小的方向作为开关调整方向；
(4.5)继续向开关调整方向移动下一个开关，重新计算负荷方差，当负荷方差变大时，停时移动，把此开关作为新的联络开关位置；
(4.6)重复步骤4.1～4.5，直至把所有的联络开关全部确定。
步骤5中可开放容量计算步骤：
(5.1)计算每条馈线的初始可开放容量Pi；
Figure BDA0001681878900000021
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure BDA0001681878900000022
为馈线i的线路额定容量，Pimax为馈线i的最大负荷，Pjmax为其它馈线j的可转移到本馈线上的最大负荷，max(Pjmax)为取能够转移到本馈线的最大负荷中的最大值；
(5.2)获取增量可开放容量Δp；
对馈线初始可开放容量排序，取初始可开放容量最小值为此连通子图增量可开放容量：
Δp＝min(Pi)
(5.3)计算每条馈线最终可开放容量P′i；
Figure BDA0001681878900000023
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure BDA0001681878900000024
为馈线i的线路额定容量，Δp为增量可开放容量。
有益效果：本发明的基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，充分发挥配电线路联络的作用，在保障供电可靠性的前提下，有效提高配电网的可开放容量上限，发挥了配电网架对可开放容量的放大和支撑作用。
附图说明
图1是本发明计算方法流程图；
图2是本发明的连通图示意图；
图3是本发明的连通树示意图；
图4是本发明的连通子图示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明的基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，通过对多联络馈线进行网络重构，形成最优网架，再基于这个最优的网架方式来进行考虑N-1的可开放容量评估，充分发挥配电线路联络的作用，在保障供电可靠性的前提下，有效提高电网的可开放容量上限。
如图1所示是本发明所述的基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法的流程图，具体步骤包括：
(1)对馈线按联络开关数量排序；
对于一个区域而言，馈线通常较多，需要对馈线按联络开关数量进行排序。
(2)闭合所有的联络开关，按照拓扑规则生成连通树；
拓扑规则包括：
(2.1)以联络开关为连通树的根节点，以馈线所在母线为叶子节点，以联络开关至母线的拓扑路径为连接根节点与叶子节点的边；
(2.2)联络开关至另外一个联络开关之间的拓扑路径不能当成边。
如图2所示的某局部配电网，实际连通图共6个端点10条边，分别为：
V＝{V1,v2,V3,V4,V5,V6}
E＝{[V1,b2],[V2,b2],[V4,b2],[V3,b5],[V4,b5],[V3,b7],[V5,b7],[V5,b8],[V6,b8],[V2,b8]}
根据拓扑规则，共生成4颗连通树，如图3所示。
(3)根据连通规则合并连通树，生成连通子图；
连通规则包括：
(3.1)如果两颗连通树有部分共同边，则合并两颗树，生成连通子图；
(3.2)如果两颗连通树除叶子节点外，无部分共同连，则两颗连通树都转化为连通子图。
根据连通规则3.1，由于连通树1与连通树3有[v4,b3]部分共同边，故连通树1与连通树3合并成连通子图1。
根据连通规则3.2，连通树2和连通树4分别转化为连通子图2，连通子图3，合并后的连通树共有三个，如图4所示。
(4)对连通子图进行网络重构；
根据连通子图所对应的馈线、母线、开关及负荷，对连通子图内的开关根据重构规则进行网络重构。
重构规则包括：
(4.1)以某一联络开关为中心，其它待确定联络开关为常断点，计算负荷重新分布后的负荷方差；
(4.2)以此联络开关为中心，向电源方向(未开断前的电源方向)移动一个开关，重新计算负荷方差。
(4.3)以此联络开关为中心，逆电源方向(未开断前的电源方向)移动一个开关，重新计算负荷方差；
(4.4)判断开关调整方向，以方差较小的方向作为开关调整方向；
(4.5)继续向开关调整方向移动下一个开关，重新计算负荷方差，当负荷方差变大时，停时移动，把此开关作为新的联络开关位置；
(4.6)重复步骤4.1～4.5，直至把所有的联络开关全部确定。
通过重构规则，使得配网负荷分布尽可能均匀，使得电网处于经济运行状态。
(5)对每个连通子图进行可开放容量计算；
具体步骤：
(5.1)计算每条馈线的初始可开放容量Pi；
Figure BDA0001681878900000041
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure BDA0001681878900000042
为馈线i的线路额定容量，Pimax为馈线i的最大负荷，Pjmax为其它馈线j的可转移到本馈线上的最大负荷，max(Pjmax)为取能够转移到本馈线的最大负荷中的最大值。
(5.2)获取增量可开放容量Δp；
对馈线初始可开放容量排序，取初始可开放容量最小值为此连通子图增量可开放容量。
Δp＝min(Pi)
(5.3)计算每条馈线最终可开放容量P′i；
Figure BDA0001681878900000043
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure BDA0001681878900000044
为馈线i的线路额定容量，Δp为增量可开放容量。
(6)重复步骤5，直至把所有的连通子图计算完毕。
采用本发明的可开放容量计算方法，可开放容量比传统的可开放容量增量明显，以连通子图2的实际数据为例进行计算，连通子图2中的各馈线额定容量与负荷见表1。
表1
馈线段名称 额定容量 最大负荷(kW)
V1-b2 7897 3500
V2-b2 7900 3300
V4-b2 8227 3200
V4-b5 8100 3100
V3-b5 8200 2600
经过计算，各馈线可开放容量比初始可开放容量增量明显，见表2。而且当任一条馈线发生N-1停电后，均能够通过网络转供给其它馈线。表2
馈线段名称 初始可开放容量 最终可开放容量 增加比例
V1-b2 1097 2197 200％
V2-b2 1100 2197 199％
V4-b2 1527 2624 171％
V4-b5 1400 2497 178％
V3-b5 1800 3200 177％

Claims (3)

1.一种基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，其特征在于：包括步骤：
(1)对馈线按联络开关数量排序；
(2)闭合所有的联络开关，按照拓扑规则生成连通树；
(3)根据连通规则合并连通树，生成连通子图；
(4)对连通子图进行网络重构；重构规则包括：
(4.1)以某一联络开关为中心，其它待确定联络开关为常断点，计算负荷重新分布后的负荷方差；
(4.2)以此联络开关为中心，向电源方向移动一个开关，重新计算负荷方差；
(4.3)以此联络开关为中心，逆电源方向移动一个开关，重新计算负荷方差；
(4.4)判断开关调整方向，以方差较小的方向作为开关调整方向；
(4.5)继续向开关调整方向移动下一个开关，重新计算负荷方差，当负荷方差变大时，停时移动，把此开关作为新的联络开关位置；
(4.6)重复步骤4.1～4.5，直至把所有的联络开关全部确定；
(5)对每个连通子图进行可开放容量计算；可开放容量计算步骤：
(5.1)计算每条馈线的初始可开放容量Pi；
Figure FDA0002282744080000011
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure FDA0002282744080000012
为馈线i的线路额定容量，Pimax为馈线i的最大负荷，Pjmax为其它馈线j的可转移到本馈线上的最大负荷，max(Pjmax)为取能够转移到本馈线的最大负荷中的最大值；
(5.2)获取增量可开放容量Δp；
对馈线初始可开放容量排序，取初始可开放容量最小值为此连通子图增量可开放容量：
Δp＝min(Pi)
(5.3)计算每条馈线最终可开放容量P′i；
Figure FDA0002282744080000013
其中，Pi为馈线i的初始可开放容量，
Figure FDA0002282744080000014
为馈线i的线路额定容量，Δp为增量可开放容量；
(6)重复步骤5，完成所有连通子图的计算。
2.根据权利要求1所述的基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，其特征在于：步骤2中所述的拓扑规则包括：
(2.1)以联络开关为连通树的根节点，以馈线所在母线为叶子节点，以联络开关至母线的拓扑路径为连接根节点与叶子节点的边；
(2.2)联络开关至另外一个联络开关之间的拓扑路径不能当成边。
3.根据权利要求1所述的基于多联络馈线开关优化的配电网可开放容量计算方法，其特征在于：步骤3中所述连通规则包括：
(3.1)如果两颗连通树有部分共同边，则合并两颗树，生成连通子图；
(3.2)如果两颗连通树除叶子节点外，无部分共同连，则两颗连通树都转化为连通子图。
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