CN110197302A - 一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，首先对规划片区按照一定的原则进行网络划分与合并，形成配电网规划模型，然后以经济性为目标函数进行线路优化连接，在优化线路连接时，根据辐射状接线模式约束、单环网接线模式约束和两供一备接线模式约束，运用不回到原点的旅行商模型，最短路发和双层规划进行优化连接，最终对生成网架进行可靠性评估，可以对比不同配电网规划网架的各种规划指标，为规划人员记性规划设计就提供参考和依据，对规划模型中接线模式约束进行完善和补充，解决传统的配电网规划方法中缺乏考虑接线模式约束的问题。

Description

一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法
技术领域
本发明涉及配电网规划的技术领域，尤其是指一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法。
背景技术
对配电网规划而言，接线模式的选择是至关重要的环节，因为它不仅牵涉到电网建设的经济性，而且也关系到后期配电自动化的配置，对供电可靠性具有较大的影响，标准化接线是构建坚强网架的重要基础。配电网的接线模式除了典型的辐射状结构之外，还包括多种接线结构：不同母线出线的环型接线、不同母线出线连接开关站接线、多分段多联络接线等多种模式。然而，传统的配电网规划多数是多数只考虑配电网辐射状运行约束，从配电网拓扑上考虑接线模式约束的方法目前较为少见。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，用于快速生成各种接线模式下配电网规划方案，为规划人员进行规划设计提供参考和依据，解决传统的配电网规划方法中缺乏考虑接线模式约束的问题。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，包括以下步骤：
1)对于待规划的中压配电网片区，需先进行网络划分；
2)根据划分得到的网络进行合并，得到若干配电网负荷节点，形成配电网规划模型的拓扑图；
3)对于辐射状接线模式，从变电站节点引出的馈线只需要按顺序放射状地将负荷节点连接起来；对于“手拉手”单环网接线模式，其相比辐射状接线模式多了联络开关和联络线，在拓扑结构上能够根据最短路法将两个负荷节点进行联络，即可构成“手拉手”单环网接线模式；对于两供一备接线模式，其相比“手拉手”单环网接线模式多了负荷节点和电源点之间的备用线，在拓扑结构上能够根据最短路法将末端负荷节点或者重要负荷与变电站节点进行联络，构成两供一备接线模式；
4)基于上述接线模式，提出一种双层规划方法，用于生成一次配电网架；其中，双层规划方法具体如下：
从电源点出发先确定负荷节点之间连接的拓扑关系，形成辐射状接线模式的拓扑图；若为“手拉手”单环网接线模式，则在上层确定辐射状接线模式的基础上，根据负荷节点之间的连接关系，运用最短路法确定联络线；若为两供一备接线模式，则在上层确定辐射状接线模式的基础上，运用最短路法确定联络线、备用线；从而实现考虑不同接线模式的配电网一次网架规划；
5)根据可靠性计算模型评估生成的一次配电网架的可靠性，对比不同接线模式下网架的各种可靠性，指标包括系统平均停电持续时间SAIDI、系统平均停电频率SAIFI、用户平均停电持续时间CAIDI和平均供电可用率ASAI。
在步骤1)中，网络划分按照道路建设和城市规划的要求对配电网进行划分计算，对每个小网络中的负荷进行精细负荷预测，得到各个时间段的负荷值Pi t。
在步骤2)中，网络合并是以网络负荷节点的距离和负荷曲线相似度为目标，基于聚类算法进行网络合并，得到配电网规划模型的拓扑图；其中，负荷节点包括分段开关、变压器和同类型的若干负荷，划分后的网络抽象为负荷节点，节点之间的连接权值Dij为距离和负荷曲线的差异。
在步骤3)中，辐射状接线模式是基于已经聚类的负荷节点进行接线，且假设线路都不存在分支，由于线路分支会引起网架可靠性下降，所以不考虑线路分支的情况，有分支的线路均聚合到网络节点中；辐射状接线模式采用不回到原点的旅行商模型，以馈线组的容量，线路连通性和辐射性为约束条件，以投资成本最低为目标函数进行线路的优化连接；
“手拉手”单环网接线模式是基于Dijkstra最短路法连接联络线，在拓扑上相对于辐射状接线模式在末端负荷节点之间多了联络线；
两供一备接线模式是基于Dijkstra最短路法连接备用线，在拓扑上相对于单环网接线模式在末端负荷和电源点之间多了备用线。
在步骤5)中，根据一次网架结构计算配电网可靠性，网络负荷节点在可靠性计算模型中描述为分段开关、变压器以及负荷，运用解析算法能够求解配电网的可靠性指标。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、计算速度较快，能够快速得到不同接线模式下的规划方案。
2、原理简单，便于理解。
3、基于网络划分，可以实现配电网负荷的精细划分合并，得到精准网络负荷，提高规划效率。
附图说明
图1为本发明的实施流程图。
图2为网络抽象为节点示意图。
图3为单电源辐射状接线模式单元图。
图4为单电源辐射状接线模式拓扑图。
图5为“手拉手”单环网接线模式单元图。
图6为“手拉手”单环网接线模式拓扑图。
图7为两供一备接线模式单元图。
图8为两供一备接线模式拓扑图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的核心是提供一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，使得配电网规划模型更为完善。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本实施例所提供的考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，在执行过程中包括以下内容：
(1)对于待规划的中压配电网片区，基于一定原则进行网络划分。
按照道路建设和城市规划的要求对配电网进行划分计算，对每个小网络中的负荷进行精细负荷预测，实现精细化规划。
(2)根据划分得到的网络进行合并，得到若干配电网负荷节点，形成配电网规划模型的拓扑图。
特别地，这个负荷节点包括分段开关，变压器和同类型的若干负荷。划分后的网络抽象为负荷节点，节点之间的连接权值Dij为距离和负荷曲线的差异，具体表达式如下：
Dij＝μ1dij+μ2rij
μ1和μ2分别为网络负荷节点(开关柜)之间距离dij和网络负荷节点之间负荷特性曲线差异rij。
Pi t表示节点i在t时刻的功率值，T表示负荷曲线划分的时间段数。形成配电网规划模型的拓扑图，如图2所示。
(3)对辐射状接线模式，从变电站节点引出的馈线只需要按一定顺序放射状地将负荷节点连接起来，即可构成单电源辐射状接线模式。
描述的辐射状接线模式单元如图3所示，抽象后的辐射状配电网接线模式拓扑图如图4所示。具体负荷连接方法可以基于Dijkstra最短路法进行连接。
(4)对于“手拉手”单环网接线模式，其相比辐射状接线模式多了联络开关和联络线，在拓扑结构上可以根据最短路法将两个负荷节点进行联络，即可构成“手拉手”单环网接线模式。
描述的“手拉手”单环网接线模式单元如图5所示，抽象后的“手拉手”单环网接线模式拓扑图如图6所示。
(5)对于两供一备接线模式，其相比手拉手单环网接线模式多了负荷节点和电源点之间的备用线，在拓扑结构上可以根据最短路法将末端负荷节点或者重要负荷与变电站节点进行联络，构成两供一备接线模式。
描述的两供一备接线模式单元如图7所示，抽象后的两供一备接线模式拓扑图如图8所示。
(6)基于上述规划模式，提出一种双层规划方法，用于生成一次配电网架。
双层规划包括：从电源点出发先确定负荷节点之间连接的拓扑关系，形成辐射状接线模式的拓扑图；若为单环网接线模式，则再根据负荷节点之间的连接关系，运用最短路法确定联络线；若为两供一备接线模式，运用最短路法确定联络线、备用线。从而实现考虑不同接线模式的配电网一次网架规划。
(7)根据可靠性计算模型评估生成的一次配电网架的可靠性，对比不同接线模式下网架的各种可靠性，指标包括系统平均停电持续时间SAIDI、系统平均停电频率SAIFI、用户平均停电持续时间CAIDI和平均供电可用率ASAI。
其中，根据一次网架结构计算配电网可靠性，网络负荷节点在可靠性计算模型中描述为分段开关、变压器以及负荷，运用解析算法能够求解配电网的可靠性指标。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对于待规划的中压配电网片区，需先进行网络划分；
2)根据划分得到的网络进行合并，得到若干配电网负荷节点，形成配电网规划模型的拓扑图；
3)对于辐射状接线模式，从变电站节点引出的馈线只需要按顺序放射状地将负荷节点连接起来；对于“手拉手”单环网接线模式，其相比辐射状接线模式多了联络开关和联络线，在拓扑结构上能够根据最短路法将两个负荷节点进行联络，即可构成“手拉手”单环网接线模式；对于两供一备接线模式，其相比“手拉手”单环网接线模式多了负荷节点和电源点之间的备用线，在拓扑结构上能够根据最短路法将末端负荷节点或者重要负荷与变电站节点进行联络，构成两供一备接线模式；
4)基于上述接线模式，提出一种双层规划方法，用于生成一次配电网架；其中，双层规划方法具体如下：
从电源点出发先确定负荷节点之间连接的拓扑关系，形成辐射状接线模式的拓扑图；若为“手拉手”单环网接线模式，则在上层确定辐射状接线模式的基础上，根据负荷节点之间的连接关系，运用最短路法确定联络线；若为两供一备接线模式，则在上层确定辐射状接线模式的基础上，运用最短路法确定联络线、备用线；从而实现考虑不同接线模式的配电网一次网架规划；
5)根据可靠性计算模型评估生成的一次配电网架的可靠性，对比不同接线模式下网架的各种可靠性，指标包括系统平均停电持续时间SAIDI、系统平均停电频率SAIFI、用户平均停电持续时间CAIDI和平均供电可用率ASAI。
2.根据权利要求1所述的一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，其特征在于：在步骤1)中，网络划分按照道路建设和城市规划的要求对配电网进行划分计算，对每个小网络中的负荷进行精细负荷预测，得到各个时间段的负荷值
3.根据权利要求1所述的一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，其特征在于：在步骤2)中，网络合并是以网络负荷节点的距离和负荷曲线相似度为目标，基于聚类算法进行网络合并，得到配电网规划模型的拓扑图；其中，负荷节点包括分段开关、变压器和同类型的若干负荷，划分后的网络抽象为负荷节点，节点之间的连接权值Dij为距离和负荷曲线的差异。
4.根据权利要求1所述的一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，其特征在于：在步骤3)中，辐射状接线模式是基于已经聚类的负荷节点进行接线，且假设线路都不存在分支，由于线路分支会引起网架可靠性下降，所以不考虑线路分支的情况，有分支的线路均聚合到网络节点中；辐射状接线模式采用不回到原点的旅行商模型，以馈线组的容量，线路连通性和辐射性为约束条件，以投资成本最低为目标函数进行线路的优化连接；
“手拉手”单环网接线模式是基于Dijkstra最短路法连接联络线，在拓扑上相对于辐射状接线模式在末端负荷节点之间多了联络线；
两供一备接线模式是基于Dijkstra最短路法连接备用线，在拓扑上相对于单环网接线模式在末端负荷和电源点之间多了备用线。
5.根据权利要求1所述的一种考虑接线模式拓扑约束的配电网规划方法，其特征在于：在步骤5)中，根据一次网架结构计算配电网可靠性，网络负荷节点在可靠性计算模型中描述为分段开关、变压器以及负荷，运用解析算法能够求解配电网的可靠性指标。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110752591A (zh) * 2019-10-18 2020-02-04 广东电网有限责任公司 实现线路自愈的线路系统
CN112070115A (zh) * 2020-08-03 2020-12-11 国家电网有限公司 一种基于旅行商问题算法和流潮分析的电网构建方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104102956B (zh) * 2014-07-23 2017-05-03 杭州中威智能科技有限公司 一种基于策略自适应差分进化的配电网络扩展规划方法
CN106650994A (zh) * 2016-10-12 2017-05-10 国网重庆市电力公司电力科学研究院 一种基于可靠性评估的中压配电网规划确定方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110752591A (zh) * 2019-10-18 2020-02-04 广东电网有限责任公司 实现线路自愈的线路系统
CN112070115A (zh) * 2020-08-03 2020-12-11 国家电网有限公司 一种基于旅行商问题算法和流潮分析的电网构建方法
CN112070115B (zh) * 2020-08-03 2024-02-02 国家电网有限公司 一种基于旅行商问题算法和流潮分析的电网构建方法

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