CN111564845A - 一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，首先分析了负荷同时率对于TSC计算的影响，在此基础上建立了考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型，模型考虑了N‑1校验和馈线段现状负荷约束。采用Matlab线性规划函数求解TSC模型后进一步以馈线期望负荷偏差(ELD)最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型，采用Matlab二次规划函数求解得出各个馈线段分配负荷值。结合馈线段现状负荷，计算馈线段可供新接入配变的场景。算例结果表明本发明能够合理均衡分配各条馈线和各个馈线段负荷，能够指导新用户的有序接入。数据表明现状负荷约束不仅可能改变负荷分布还可能降低TSC值。

Description

一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法。

背景技术

配电网的最大供电能力(Total Supply Capability，TSC)指标能够反映配网在现有网架和元件参数条件下，满足主变和馈线N-1校验等约束条件所能供应的最大负荷。该指标能够指导电力新用户的接入，而新用户受地理位置约束的影响，只能接入邻近的几个馈线段，因此有必要开展基于馈线分段的配网TSC研究，结合现有负荷条件，给出各个馈线段可接入的配变数量。

配电网TSC计算结果主要受到计算模型考虑因素的影响。容载比法主要从负载与变电容量之间的比例计算最大供电能力，该值未考虑馈线容量约束，计算结果只涉及到各个主变的负载率。而考虑馈线拓扑约束的TSC计算结果能够细化给出各条馈线上的负荷分布。在有关研究中TSC值是个帕累托前沿，通过设置二级目标获取对应的帕累托解，比如以各个主变负载率均衡，或者以各条馈线负载均衡。最大供电能力计算不仅需要实现馈线负载均衡，还要实现同一馈线的不同馈线段负荷均衡，使其符合实际运行。在约束条件方面，不仅要考虑所有设备不过载，即正常运行条件下的TSC，还需考虑N-1校验和实际运行约束条件下的TSC，使计算结果更加准确实用。有关研究中考虑了某几个主变负载约束，如某区域负荷重载，但在实际情况中更多是主变不过载而某些馈线段有现状负荷约束，即在不改变现有分段开关安装位置的情况下计算配网的最大供电能力。

为实现TSC计算结果更加符合实际，能够指导新用户的有序接入，本发明分析了负荷特性对于TSC计算的影响，提出考虑馈线分段约束条件的配网TSC计算模型，分别计算了考虑与不考虑现状负荷的TSC值，并给出馈线段还能接入的配变数量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，能够合理均衡分配各条馈线和各个馈线段负荷，能够指导新用户的有序接入。

本发明采用以下方案实现：一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过分析负荷同时率对于TSC计算的影响建立考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型；

步骤S2：采用Matlab线性规划函数求解TSC模型后进一步以馈线期望负荷偏差(ELD)最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型；

步骤S3：采用Matlab二次规划函数quadprog求解得出各个馈线段分配负荷值；

步骤S4：结合馈线段现状负荷，利用式(1)计算馈线段F_uv可供新接入配变的数量：

式中，n₀、K₀、s₀分别为可供新接入的特定负荷类型的配变数量、特定负荷类型的一级同时率、特定负荷类型的配变容量；S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号；K_i为第i类负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；Ω_i表示第i类负荷配变集合；s_j表示第j个配变的容量；n为负荷的类型数。

1、进一步地，步骤S1中所述分析负荷同时率对于TSC计算的影响具体内容为：计算TSC是要满足N-1校验，其分为馈线N-1校验和主变N-1校验；一条馈线的各个馈线段从靠近母线侧依次编号，馈线F_u的两个馈线段编号分别为F_uv，，F_uv+1为满足馈线F_u的N-1校验，需满足式(2)至(4)约束条件：

式中，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷；s_j为第j个配变容量；K_i表示第i负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；S_Fj为馈线F_j考虑同时率后各馈线段总负荷；F_uv(i)表示馈线段F_uv中第i类负荷配变容量和，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号，u和v分别从1开始编号；其中，u的取值范围是(1～8)*母线数量，馈线一般为不分段、两分段、三分段和四分段，所以v的取值范围为1～4；令i等于1时为居住负荷，2时为工业负荷，3时为商办负荷；R_F,j为第j条馈线的容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合。

主变N-1校验时，若包含多种负荷类型，则需要考虑二级同时率，充分释放主变可用供电能力；主变N-1校验时，所有馈线段能够通过站内主变转供、所有馈线段通过联络馈线转供、部分馈线段通过站内主变转供同时剩余部分馈线段通过联络馈线转供，对应三种约束条件，满足其中一个约束条件就算校验成功；由于电网开环运行的特点，对于校验主变的某一馈线段只能通过联络馈线转供或只能通过站内主变转供，不存在同时转供的情况；

式(5)表示主变负荷等于该主变所属馈线段负荷之和；式(6)表示校验馈线转供给对应联络馈线时满足联络馈线的容量约束；式(7)表示校验主变转供给对应联络主变时满足联络主变的容量约束；

式中，R_j表示主变_j的额定容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合，S_uv馈线段F_uv考虑同时率后负荷，P_i为主变i供电范围内所有馈线段所带的各类负荷之和，通过式(8)计算：

式中，T_i为主变i供电范围内馈线段。

进一步地，步骤S1中所述建立TSC模型的具体内容为：

以N-1校验为约束条件，将配电网中各馈线段考虑同时率后负荷之和最大为目标函数，建立的TSC模型如下：

max A_TSC＝∑S_uv (9)

S_uv＝S_u(v+1) (14)

式中，A_TSC为TSC的值；S_u和S_uv分别为馈线F_u和馈线段F_uv考虑同时率后负荷；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合。

式(10)表示馈线负荷等于该馈线所属馈线段负荷之和；式(14)表示某馈线各个馈线段的负荷相等，用以简化电网运维。以上建立的模型为不考虑馈线段现状负荷的情形，若考虑馈线段现状负荷，则添加现状负荷约束，如式(15)

进一步地，所述步骤S2的具体内容为：

步骤S1所建立的模型为线性规划模型，按照Matlab线性规划函数linprog的格式要求，整理成等效格式并求解TSC值，为了得到符合配网馈线分段情况的负荷分配方案，需要进一步优化使各类馈线分配的负荷接近期望负荷；最优目标函数为期望负荷偏差(Expected Load Deviation，ELD)最小，定义如式(16)所示：

式中，

表示第r类馈线集合；p_r表示第r类馈线的分段数；n_r表示第r类馈线的数量；

馈线负荷优化分布模型的目标函数为式(16)，约束条件为式(10)-(15)，同时根据线性规划函数求得的TSC值添加最大供电能力等式约束条件，

如下式：∑S_uv＝A_TSC0 (17)

式中，A_TSC0为根据式(9)-(15)所建立模型用线性规划函数求解得到的最大供电能力值，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷。

进一步地，所述步骤S3的具体内容为：

步骤S2所建立的馈线负荷分布优化模型为二次规划模型，按照Matlab二次规划函数quadprog的格式要求，将馈线负荷分布优化模型整理等效成quadprog函数标准格式，求取各个馈线段分配负荷值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明能够合理均衡分配各条馈线和各个馈线段负荷，能够指导新用户的有序接入。数据表明现状负荷约束不仅可能改变负荷分布还可能降低TSC值。

附图说明

图1为本发明实施例的N-1校验示意图。

图2为本发明实施例的流程图。

图3为本发明实施例的算例示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实施例中，配电网最大供电能力(TSC)计算除了得出各个主变的负载率，还应该准确描述各条馈线和各个馈线段的负荷分布。通过计算得到各个馈线段的分配负荷，能够指导馈线段所在地区新电力用户的有序接入，为新用户是否能够接入提供理论依据。由于同负荷类型用户用电习惯有一定的差异、不同负荷类型用户之间有行业用电行为差异，各个用户负荷叠加后的总负荷曲线的峰值小于各个用户负荷峰值之和，因此考虑现状负荷时应该考虑负荷同时率的问题，以充分释放配电网的可用供电能力。在计算得出各个馈线段供电能力后，可以结合现状已有负荷和负荷同时率，可以计算馈线段还能接入的相应负荷类型的配变数量。

如图2所示，本实施例提供一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，

包括以下步骤：

步骤S1：通过分析负荷同时率对于TSC计算的影响建立考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型；

步骤S2：采用Matlab线性规划函数求解TSC模型后进一步以馈线期望负荷偏差(ELD)最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型；

步骤S3：采用Matlab二次规划函数quadprog求解得出各个馈线段分配负荷值；

步骤S4：结合馈线段现状负荷，利用式(1)计算馈线段F_uv可供新接入配变的数量：

式中，n₀、K₀、s₀分别为可供新接入的特定负荷类型的配变数量、特定负荷类型的一级同时率、特定负荷类型的配变容量；S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号；K_i为第i类负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；Ω_i表示第i类负荷配变集合；s_j表示第j个配变的容量；n为负荷的类型数。

在本实施例中，步骤S1中所述分析负荷同时率对于TSC计算的影响具体内容为：在电力系统负荷计算方面，由于各个用户的用电行为或习惯的不同，导致研究区域实际总负荷峰值不大于区域内各个配变负荷峰值之和，两者之间的比值即为负荷同时率，简称同时率，该值小于等于1。

研究区域可以是一个馈线段，可以扩大到几条相互联络的馈线，也可以扩大到一个主变的供电范围。对于区域内同类型负荷的同时率称为一级同时率，随着同类型负荷配变数量从1台逐渐增加，一级同时率的值从1逐渐减少直到收敛到一个固定值。在研究中需要根据求解问题的场景和精度要求合理选取同时率。对于区域内不同类型负荷累加时，需要乘以二级同时率系数，该值反应不同行业的错峰用电情况。研究区域内总负荷S可以建模为：

式中，Ω_i表示第i类负荷配变集合；s_j表示第j个配变的容量，其单位为MVA；K_i和K_S分别为第i类负荷的一级同时率和区域的二级同时率；n为负荷的类型数。

计算TSC是要满足N-1校验，其分为馈线N-1校验和主变N-1校验；以图1示意图为例，馈线段F₁₁、F₅₁和F₆₁为纯居住负荷，F₁₂、F₂₁为居住负荷和工业负荷相混合，F₃₁、F₇₁为纯工业负荷，其余为纯商办负荷。一条馈线的各个馈线段从靠近母线侧依次编号，如图馈线F₁的两个馈线段编号分别为F₁₁，F₁₂。

2、馈线N-1校验时若馈线F₁出线开关故障，馈线段F₁₁需转供给馈线F₂，馈线段F₁₂转供给馈线F₆，研究区域包含多种类型负荷，需考虑二级同时率，充分释放馈线转供能力。一条馈线的各个馈线段从靠近母线侧依次编号，馈线F₁的两个馈线段编号分别为F₁₁，F₁₂，为满足馈线F₁的N-1校验，需满足式(2)至(4)约束条件：

式中，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷；s_j为第j个配变容量；K_i表示第i负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；S_Fj为馈线F_j考虑同时率后各馈线段总负荷；F_uv(i)表示馈线段F_uv中第i类负荷配变容量和，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号，u和v分别从1开始编号；其中，u的取值范围是(1～8)*母线数量，馈线一般为不分段、两分段、三分段和四分段，所以v的取值范围为1～4；令i等于1时为居住负荷，2时为工业负荷，3时为商办负荷；R_F,j为第j条馈线的容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合。。

综上，一条馈线的各个馈线段从靠近母线侧依次编号，馈线F_u的两个馈线段编号分别为F_uv，F_uv+1为满足馈线F_u的N-1校验，需满足如下约束条件：

式中，F_uv(i)表示馈线段F_uv中第i类负荷配变容量和，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号，u和v分别从1开始编号；其中，u的取值范围是(1～8)*母线数量，v的取值范围为1～4；令i等于1时为居住负荷，2时为工业负荷，3时为商办负荷；R_F,j为第j条馈线的容量；K_i表示第i负荷的一级同时率，则K₁和K₂分别为第1类和第2类负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；

主变N-1校验时，若包含多种负荷类型，则需要考虑二级同时率，充分释放主变可用供电能力；主变N-1校验时，所有馈线段能够通过站内主变转供、所有馈线段通过联络馈线转供、部分馈线段通过站内主变转供同时剩余部分馈线段通过联络馈线转供，对应三种约束条件，满足其中一个约束条件就算校验成功；由于电网开环运行的特点，对于校验主变的某一馈线段只能通过联络馈线转供或只能通过站内主变转供，不存在同时转供的情况；

式(5)表示主变负荷等于该主变所属馈线段负荷之和；式(6)表示校验馈线转供给对应联络馈线时满足联络馈线的容量约束；式(7)表示校验主变转供给对应联络主变时满足联络主变的容量约束；

式中，R_j表示主变_j的额定容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合，S_uv馈线段F_uv考虑同时率后负荷，P_i为主变i供电范围内所有馈线段所带的各类负荷之和，通过式(8)计算：

式中，T_i为主变i供电范围内馈线段。

还是以图1为例，2号主变N-1校验的三种约束条件如式(a)-(c)所示，其中式(5)以馈线段F41站内转供、F51联络馈线转供为例。

P₁+P₂≤R₁ (a)

式中，R_i表示主变i的额定容量；P_i为主变i供电范围内所有馈线段所带的各类负荷之和，通过式(d)计算：

式中，T_i为主变i供电范围内馈线段。

配电系统的最大供电能力受主变容量、馈线容量、主变站内联络和馈线与馈线联络情况等因素的影响。考虑负荷同时率能够使最大供电能力计算下沉到配变层级，特别是计算可用供电能力时，可以计算得到某馈线段还能够再接入相应容量配变的数量，能够给新用户申请接入提供指导。

在本实施例中，步骤S1中所述建立TSC模型的具体内容为：

以N-1校验为约束条件，将配电网中各馈线段考虑同时率后负荷之和最大为目标函数，建立的TSC模型如下：

max A_TSC＝∑S_uv (9)

S_uv＝S_u(v+1) (14)

式中，A_TSC为TSC的值；S_u和S_uv分别为馈线F_u和馈线段F_uv考虑同时率后负荷；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合；

式(10)表示馈线负荷等于该馈线所属馈线段负荷之和；式(14)表示某馈线各个馈线段的负荷相等，用以简化电网运维。

所建立的模型能够求解得到在给定网架结构和主变馈线等参数条件下配电网的理想最大供电能力。若考虑各个馈线段内已有负荷，且不对馈线上分段开关实施调整位置改造，求取该配电网的最大供电能力则需在模型(9)-(14)的基础上添加馈线段负荷约束，如式(e)所示：

在本实施例中，所述步骤S2的具体内容为：

步骤S1所建立的模型为线性规划模型，按照Matlab线性规划函数linprog的格式要求，整理成等效格式并求解TSC值，但是该值对应一系列帕累托解集，即有无数种馈线段负荷分配方案，为了得到符合配网馈线分段情况的负荷分配方案，需要进一步优化使各类馈线分配的负荷接近期望负荷；比如两分段两联络馈线期望负荷为2R_F/3，不分段单联络馈线期望负荷为R_F/2。最优目标函数为期望负荷偏差(Expected Load Deviation，ELD)最小，定义如式(15)所示：

式中，

表示第r类馈线集合；p_r表示第r类馈线的分段数；n_r表示第r类馈线的数量；

馈线负荷优化分布模型的目标函数为式(15)，约束条件为式(10)-(14)、(e)，同时根据线性规划函数求得的TSC值添加最大供电能力等式约束条件，

如下式：∑S_uv＝A_TSC0 (16)

式中，A_TSC0为根据式(9)-(14)所建立模型用线性规划函数求解得到的最大供电能力值，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷。

在本实施例中，所述步骤S3的具体内容为：

步骤S2所建立的馈线负荷分布优化模型为二次规划模型，按照Matlab二次规划函数quadprog的格式要求，将馈线负荷分布优化模型整理等效成quadprog函数标准格式，求取各个馈线段分配负荷值。

以上建立的模型为二次规划问题，可以采用Matlab二次规划函数quadprog求解最优馈线负荷分配方案。更进一步结合馈线段已入网配变信息，计算馈线段可供新接入的配变方案。

较佳的，在本实施例中，仿真算例如图3所示，主变总容量为378MVA，馈线接线模式主要为不分段单联络和两分段两联络，馈线容量都为11.3MVA。

表1配变数量

负荷分为居住负荷、商办负荷和工业负荷三类，其中居住负荷一级同时率取值为0.6，商办负荷和工业负荷一级同时率值为0.7，二级同时率取0.9。算例中接入的配变容量都为630kVA，其中部分负荷较大的馈线和馈线段目前已接入配变数量如表1所示，由式(1)得出各馈线负荷：F₂₁为6.4638MVA，F₂₂4.5927MVA，F_23,14.7628MVA。

假如配网会随着负荷的增长及时调整分段开关和联络开关的位置，则不考虑现状负荷约束，即忽略约束条件(13)，求得的最大供电能力值为A_TSC1，定义这种情形为方案一；假如不更改开关位置，即考虑现状负荷约束(13)，求得的TSC值为A_TSC2，定义这种情形为方案二。

计算结果分析

方案一中A_TSC1为173.27MVA，方案二中A_TSC2为171.27MVA，各馈线及主变负荷分布如表2所示。表中方案一的馈线负荷分配方案中，只有两分段两联络馈线F₁₈和F₂₃分配负荷都为7.5333MVA，其余两分段两联络馈线和不分段联络馈线分配负荷都为5.65MVA，即馈线容量的一半。

由表2方案二对比方案一可以看出考虑现状负荷约束会影响馈线上负荷分布，甚至会影响A_TSC值。例如考虑馈线F₂₁现状负荷后，使联络馈线F₁供电负荷降低，但两者之和仍然为11.3MVA，即只改变了负荷分布，对A_TSC值没有影响。考虑F₂₂现状负荷后，由于现状负荷小于方案一中S₂₂值，所以对负荷分布及A_TSC值没有影响。当考虑F_23,1现状负荷时，使馈线F₂₃分配负荷增加1.9923MVA，使联络馈线F₁₈分配负荷减少3.9845MVA，使联络馈线F₃分配负荷减少2.1012MVA，使F₃的联络馈线F₁₃分配负荷增加2.1012MVA，整体上改变了负荷分布且使A_TSC值减小2MVA。

表2负荷分布

表3配变接入场景

以馈线F₂₂为例说明馈线可供接入能力。对于馈线F₂₂的分配负荷值，结合现状负荷，可以计算未来可接入的配变数量。若新接入配变容量都为630kVA时，可能的接入场景如表3所示。该表格可以用于新用户接入时可行性分析。

较佳的，根据权利要求1中步骤S1-S3，本实施例中配网最大供电能力计算除了得出各个主变的负荷分布，还可以细化给出了各条馈线和各个馈线段的负荷分布，且整体上馈线负荷在保证最大供电能力的基础上靠近其期望负荷。

本实施例建立了考虑馈线分段的最大供电能力模型，考虑了馈线段现状负荷约束。以最大供电能力等式约束为已知条件，进一步建立了以期望负荷偏差最小为目标函数的馈线负荷分配优化模型。仿真结果表明本实施例算法能够合理分配各条馈线和各个馈线段负荷，分析了现状负荷对于最大供电能力计算的影响，同时可以给出各馈线可供接入配变数量的各个场景。

特别的，本实施例相比于基于主变负载均衡和馈线负载均衡的方法，本实施例所提方法充分考虑了不同接线形式馈线的期望负载率。例如不分段不联络馈线的期望负载率可以达到100％，不分段单联络馈线期望负载率为50％，两分段两联络馈线期望负载率为66.67％，以此类推，本实施例可以设置对应的约束条件。对于标准化建设的实际配网，本实施例所提方法能够计算出更加符合实际运行的馈线负荷分布方案。考虑了负荷同时率，能够充分释放配电网各馈线段的供电能力，提高对电力新用户的吸纳能力，优化电力营商环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤S1：通过分析负荷同时率对于TSC计算的影响建立考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型；

步骤S2：采用Matlab线性规划函数求解TSC模型后进一步以馈线期望负荷偏差最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型；

步骤S3：采用Matlab二次规划函数quadprog求解得出各个馈线段分配负荷值；

步骤S4：结合馈线段现状负荷，利用式(1)计算馈线段F_uv可供新接入配变的数量：

式中，n₀、K₀、s₀分别为可供新接入的特定负荷类型的配变数量、特定负荷类型的一级同时率、特定负荷类型的配变容量；S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号；K_i为第i类负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；Ω_i表示第i类负荷配变集合；s_j表示第j个配变的容量；n为负荷的类型数。

2.根据权利要求1所述的一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，其特征在于：步骤S1中所述分析负荷同时率对于TSC计算的影响具体内容为：计算TSC是要满足N-1校验，其分为馈线N-1校验和主变N-1校验；一条馈线的各个馈线段从靠近母线侧依次编号，馈线的两个馈线段编号分别为F_uv，F_uv+1。为满足馈线F_u的N-1校验，需满足式(2)至(4)约束条件：

式中，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷；s_j为第j个配变容量；K_i表示第i负荷的一级同时率，K_S为不同类型负荷之间的二级同时率；S_Fj为馈线F_j考虑同时率后各馈线段总负荷；F_uv(i)表示馈线段F_uv中第i类负荷配变容量和，其中，u、v分别代表馈线的编号和对应馈线的馈线段编号，u和v分别从1开始编号；其中，u的取值范围是(1～8)*母线数量，馈线一般为不分段、两分段、三分段和四分段，所以v的取值范围为1～4；令i等于1时为居住负荷，2时为工业负荷，3时为商办负荷；R_F,j为第j条馈线的容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合。。

主变N-1校验时，若包含多种负荷类型，则需要考虑二级同时率，充分释放主变可用供电能力；主变N-1校验时，所有馈线段能够通过站内主变转供、所有馈线段通过联络馈线转供、部分馈线段通过站内主变转供同时剩余部分馈线段通过联络馈线转供，对应三种约束条件，满足其中一个约束条件就算校验成功；由于电网开环运行的特点，对于校验主变的某一馈线段只能通过联络馈线转供或只能通过站内主变转供，不存在同时转供的情况；

式(5)表示主变负荷等于该主变所属馈线段负荷之和；式(6)表示校验馈线转供给对应联络馈线时满足联络馈线的容量约束；式(7)表示校验主变转供给对应联络主变时满足联络主变的容量约束；

式中，R_j表示主变_j的额定容量；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合，S_uv馈线段F_uv考虑同时率后负荷，P_i为主变i供电范围内所有馈线段所带的各类负荷之和，通过式(8)计算：

式中，T_i为主变i供电范围内馈线段。

3.根据权利要求1所述的一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，其特征在于：步骤S1中所述建立TSC模型的具体内容为：

以N-1校验为约束条件，将配电网中各馈线段考虑同时率后负荷之和最大为目标函数，建立的TSC模型如下：

maxA_TSC＝∑S_uv (9)

S_uv＝S_u(v+1) (14)

式中，A_TSC为TSC的值；S_u和S_uv分别为馈线F_u和馈线段F_uv考虑同时率后负荷；Ω_Fcheck,Fj表示校验馈线转供给馈线F_j的馈线段集合；Ω_Tcheck,Tj表示校验主变转供给主变T_j的馈线段集合；

式(10)表示馈线负荷等于该馈线所属馈线段负荷之和；式(14)表示某馈线各个馈线段的负荷相等，用以简化电网运维。以上建立的模型为不考虑馈线段现状负荷的情形，若考虑馈线段现状负荷，则添加现状负荷约束，如式(15)

4.根据权利要求1所述的一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，其特征在于：所述步骤S2的具体内容为：

步骤S1所建立的模型为线性规划模型，按照Matlab线性规划函数linprog的格式要求，整理成等效格式并求解TSC值，为了得到符合配网馈线分段情况的负荷分配方案，需要进一步优化使各类馈线分配的负荷接近期望负荷；最优目标函数为期望负荷偏差最小，定义如式(15)所示：

式中，

表示第r类馈线集合；p_r表示第r类馈线的分段数；n_r表示第r类馈线的数量；

馈线负荷优化分布模型的目标函数为式(16)，约束条件为式(10)-(15)，同时根据线性规划函数求得的TSC值添加最大供电能力等式约束条件，

如下式：∑S_uv＝A_TSC0 (17)

式中，A_TSC0为根据式(9)-(15)所建立模型用线性规划函数求解得到的最大供电能力值，S_uv为馈线段F_uv考虑同时率后负荷。

5.根据权利要求1所述的一种考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估方法，其特征在于：所述步骤S3的具体内容为：

步骤S2所建立的馈线负荷分布优化模型为二次规划模型，按照Matlab二次规划函数quadprog的格式要求，将馈线负荷分布优化模型整理等效成quadprog函数标准格式，求取各个馈线段分配负荷值。

Images