CN112803406B - 配电变压器位置容量优化方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了配电变压器位置容量优化方法，包括计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路，能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。本申请还公开了配电变压器位置容量优化装置、设备和存储介质，同样能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

Description

配电变压器位置容量优化方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明属于配电变压器优化技术领域，特别是涉及配电变压器位置容量优化方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

配电网需要随着城市和新技术的发展同步推进，实施有效的配电网规划和发展原则，才能形成最优结构的配电网。配电系统具有庞大而复杂的拓扑结构，由于负载类型不同而产生的无功电流会造成配电系统中的功率损耗，配电系统的损耗约占总发电量的13％，因此优化配电系统的结构，减少配电损失是至关重要的。城市的建设进程使配电网内变压器容量、位置和输电线路连接方式的确定变得比较困难，因此，有必要重新设计或扩大配电系统，以满足能源消费日益增长的需求。配电变压器是配电网一次输电设备的重要组成部分，其价格昂贵，且维护和维修成本较高，一定容量的配电变压器的供电范围有限，由于城市发展具有一定的阶段性，在某一区域内可能存在不同时期投运的配电变压器，这些变压器的供电范围相互之间可能存在交叉重叠，导致其中一部分配电变压器的利用效率不高，这就会影响配电网的经济性，从而会增加配电网的运行成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了配电变压器位置容量优化方法、装置、设备和存储介质，能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

本发明提供的配电变压器位置容量优化方法包括：

计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化方法中，所述计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器包括：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，所述替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为所述第一配电变压器和所述第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，且当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i>r₁′且k_i>r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i<r₁′&k_i>r′₂或k_i>r₁′&k_i<r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除所述预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化方法中，所述计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率包括：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化方法中，所述确定配电变压器高压侧之间的最佳线路包括：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

本发明提供的配电变压器位置容量优化装置包括：

第一计算部件，用于计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

第二计算部件，用于计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

最佳线路确定部件，用于确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化装置中，所述第一计算部件具体用于：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，所述替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为所述第一配电变压器和所述第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，且当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i>r₁′且k_i>r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i<r₁′&k_i>r′₂或k_i>r₁′&k_i<r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除所述预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化装置中，所述第二计算部件具体用于：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

优选的，在上述配电变压器位置容量优化装置中，所述最佳线路确定部件具体用于：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

本发明提供的一种计算机设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上面所述任一种配电变压器位置容量优化方法的步骤。

本发明提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面所述任一种配电变压器位置容量优化方法的步骤。

通过上述描述可知，本发明提供的上述配电变压器位置容量优化方法，由于包括先计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器，然后计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率，再确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路，因此能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。本发明提供的上述配电变压器位置容量优化装置、设备和存储介质，具有与上述方法相同的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的配电变压器位置容量优化方法的实施例的示意图；

图2为配电变压器覆盖面积的替代圆模型的示意图；

图3为两个配电变压器替代圆模型交点坐标的示意图；

图4为部分重叠模型的第一种情况的示意图；

图5为部分重叠模型的第二种情况的示意图；

图6为完全重叠模型的第一种情况的示意图；

图7为完全重叠模型的第二种情况的示意图；

图8为完全不重叠模型的第一种情况的示意图；

图9为完全不重叠模型的第二种情况的示意图；

图10为本发明提供的配电变压器位置容量优化装置的实施例的示意图；

图11为本发明提供的一种计算机设备的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供配电变压器位置容量优化方法、装置、设备和存储介质，能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的配电变压器位置容量优化方法的实施例如图1所示，图1为本发明提供的配电变压器位置容量优化方法的实施例的示意图，该方法可以包括如下步骤：

S1：计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

具体的，可以以柔直线路接入变电站节点为起点，对交直流混联电网进行分层，通过对配电网进行数学和几何建模，可以根据变电站的最佳容量确定最优的配电变压器覆盖面积和供电半径。虽然包括圆形、正方形和等边三角形在内的几何形状模型可以用于计算变压器的覆盖面积，但六边形是优选方案。为了便于计算，可以参考图2，图2为配电变压器覆盖面积的替代圆模型的示意图，采用这种模型能够计算配电变压器的重叠部分的覆盖面积，从而为配电变压器的拆除提供依据。

S2：计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

需要说明的是，由于拆除了一些配电变压器，因此需要通过增加临近配电变压器的功率进行平衡，以免拆除部位的电能供应不足。

S3：确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路。

需要说明的是，在配电变压器拆除后需要重新确定剩余的配电变压器间最优即输电线路最短的连接方式，两变压器中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度。

通过上述描述可知，本发明提供的上述配电变压器位置容量优化方法的实施例中，由于包括先计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器，然后计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率，再确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路，因此能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

在上述配电变压器位置容量优化方法的一个具体实施例中，计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器可以具体包括如下步骤：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，继续参考图2，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为图2中的第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为图2中的第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

要计算两个配电变压器替代原模型重叠部分的椭圆面积，需要确定圆的交点m₃、m₄、p₃和p₄，参考图3，图3为两个配电变压器替代圆模型交点坐标的示意图，当配电变压器的横纵坐标和替代圆半径已知，圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为第一配电变压器和第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，根据重叠的两变压器覆盖面积对称与否可分为两种情况，参考图4，图4为部分重叠模型的第一种情况的示意图，当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i>r₁′且k_i>r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

参考图5，图5为部分重叠模型的第二种情况的示意图，两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i<r₁′&k_i>r′₂或k_i>r₁′&k_i<r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

参考图6和图7，图6为完全重叠模型的第一种情况的示意图，图7为完全重叠模型的第二种情况的示意图，在该情况下，两变压器中某一替代圆完全被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i≥r₁′&k_i<r′₂或k_i<r₁′&k_i<r′₂。此时，两个替代圆只有一个交点，当第一配电变压器和第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

参考图8和图9，图8为完全不重叠模型的第一种情况的示意图，图9为完全不重叠模型的第二种情况的示意图，当第一配电变压器和第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

在上述配电变压器位置容量优化方法的另一个具体实施例中，计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率包括：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

在上述配电变压器位置容量优化方法的又一个具体实施例中，确定配电变压器高压侧之间的最佳线路可以包括如下步骤：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，即两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

本发明提供的配电变压器位置容量优化装置的实施例如图10所示，图10为本发明提供的配电变压器位置容量优化装置的实施例的示意图，该装置可以包括：

第一计算部件1，用于计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

第二计算部件2，用于计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

最佳线路确定部件3，用于确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路。

通过上述描述可知，本发明提供的上述配电变压器位置容量优化装置的实施例能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

在上述配电变压器位置容量优化装置的一个具体实施例中，第一计算部件具体可以用于：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为第一配电变压器和第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，且当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i>r₁′且k_i>r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i<r₁′&k_i>r′₂或k_i>r₁′&k_i<r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

当第一配电变压器和第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

当第一配电变压器和第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

在上述配电变压器位置容量优化装置的另一个具体实施例中，第二计算部件具体用于：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

在上述配电变压器位置容量优化装置的又一个具体实施例中，最佳线路确定部件具体用于：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

本发明提供的一种计算机设备的实施例如图11所示，图11为本发明提供的一种计算机设备的实施例的示意图，该设备包括：

存储器111，用于存储计算机程序；

处理器112，用于执行计算机程序时实现如上面任一种配电变压器位置容量优化方法的步骤。

本发明提供的一种计算机可读存储介质的实施例中，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上面任一种配电变压器位置容量优化方法的步骤。

上述设备和存储介质同样能够提高配电变压器的利用效率，使配电网的经济性更好，降低配电网的运行成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.配电变压器位置容量优化方法，其特征在于，包括：

计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路；

所述计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器包括：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，所述替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为所述第一配电变压器和所述第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，且当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i＞r₁′且k_i＞r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

式中：k1为左侧椭圆半短轴长，k2为右侧椭圆半短轴长，k3为椭圆长轴长；

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i＜r₁′&k_i＞r′₂或k_i＞r₁′&k_i＜r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除所述预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

2.根据权利要求1所述的配电变压器位置容量优化方法，其特征在于，所述计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率包括：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

3.根据权利要求1所述的配电变压器位置容量优化方法，其特征在于，所述确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路包括：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

4.配电变压器位置容量优化装置，其特征在于，包括：

第一计算部件，用于计算配电变压器的覆盖面积与重叠部分的面积，确定需要拆除的配电变压器；

第二计算部件，用于计算配电变压器最优负荷分配系数，得到临近配电变压器所需增加的功率；

最佳线路确定部件，用于确定配电变压器的高压侧之间的最佳线路；

所述第一计算部件具体用于：

采用配电变压器覆盖面积六边形模型的内外切向圆面积平均值，作为配电变压器替代圆模型的覆盖面积，所述替代圆的覆盖面积和半径计算方法如下，

其中，

其中，Π′_TSi为配电变压器i的替代圆模型的覆盖面积，R_i为六边形模型的外切向圆半径，r_i为六边形模型的内切向圆半径，r_i′为替代圆模型的半径，Π_TSi为配电变压器i的六边形模型覆盖面积，β_i为配电变压器的负载系数，S_ri为配电变压器的额定功率，σ_i为配电变压器所供区域的负荷密度；

设定m₁、m₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的横坐标，p₁、p₂分别为第一配电变压器和第二配电变压器的纵坐标；

圆的交点坐标可通过下式计算，

式中：k_i为所述第一配电变压器和所述第二配电变压器的中心坐标点间的距离，m₃和m₄为两个交点的横坐标，p₃和p₄为两个交点的纵坐标；

在部分重叠时，且当两个配电变压器替代圆的中心点均未被另一替代圆的覆盖区域所包含，两个中心点间的距离大于两个配电变压器任一替代圆半径，即满足：k_i＞r₁′且k_i＞r′₂时，k₁、k₂和k₃的值可分别通过下式计算，

式中：k1为左侧椭圆半短轴长，k2为右侧椭圆半短轴长，k3为椭圆轴长；

重叠部分面积通过下式进行计算，

式中：Π_TSt为重叠部分面积；

两个配电变压器中某一替代圆的中心点被另一替代圆的覆盖区域所包含，即满足：k_i＜r₁′&k_i＞r′₂或k_i＞r₁′&k_i＜r′₂，采用下式计算两个配电变压器的重叠部分面积，

Π_TSt＝Π_TS1′-Π_TSa

式中：Π_TSa为半径较小代替圆的未重叠部分面积；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为半径较小的替代圆面积，即Π_TSt＝Π_TS1′；

当所述第一配电变压器和所述第二配电变压器完全不重叠时，两个配电变压器重叠部分面积为0；

当预设配电变压器与其周围相对较大的配电变压器的重叠部分面积超过该预设配电变压器自身覆盖面积的50％，则拆除所述预设配电变压器，并将其负荷重新分配给临近与其覆盖面积重叠的配电变压器。

5.根据权利要求4所述的配电变压器位置容量优化装置，其特征在于，所述第二计算部件具体用于：

拆除的配电变压器负荷优先分配给与其覆盖面积重叠且覆盖面积大、剩余可用容量多的配电变压器，采用下式计算配电变压器的最优负荷分配系数与所需增加功率：

S_rti＝f_i·S″_ri

式中，s_i为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的第i个配电变压器剩余可用容量权重系数，s′_ri为第i个配电变压器的剩余可用容量，n为与拆除配电变压器覆盖面积重叠的配电变压器个数，s′_rn为第n个配电变压器的剩余可用容量，t_i为第i个配电变压器覆盖面积权重系数，Π_TSi为第i个配电变压器六边形模型覆盖面积，Π_TSn为第n个配电变压器六边形模型覆盖面积，f_i为第i个配电变压器最优负荷分配系数，S″_ri为第i个配电变压器的当前负荷功率，S_rti为第i个配电变压器所需增加功率。

6.根据权利要求4所述的配电变压器位置容量优化装置，其特征在于，所述最佳线路确定部件具体用于：

在配电变压器拆除后重新确定剩余配电变压器间最佳线路，两个配电变压器的中心坐标点间的直线距离即为最短的输电线路长度，设置供电区域内施行配电变压器拆除后剩余配电变压器总数为z个，分别计算任意两个配电变压器g、h间的距离k_gh，然后将计算得到的

个距离数值从小到大依次排序，每个数值对应一对配电变压器连接组，选取前z-1个配电变压器连接组作为最优输电线路连接方式。

7.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述配电变压器位置容量优化方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述配电变压器位置容量优化方法的步骤。

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