CN114218727A - 一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法，包括：确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则；根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间；基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型；对建立的协同规划模型进行优化，确定配电网网架规划方案，本发明能够在系统可靠性的约束下，得到配置多模块智能终端后的最优网架规划方案，可以广泛应用于配电自动化领域中。

Description

一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法
技术领域
本发明涉及配电自动化领域，特别是关于一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法。
背景技术
当电网中出现故障或异常情况时，配电网中的继电保护装置可以发出报警信号，直接将故障部分隔离、切除，具有响应快速、不受通信影响等优点。此外，随着电力企业的持续进步，自动化也开始普遍的运用在配电网故障的解决当中，各类配电智能终端被广泛部署于配电网，通过光纤等通信链路，实现对配电网的监测、控制以及快速故障处理等。对于可靠性要求极高的配电网，其一次网架结构规划与二次电力设备配置均分别实现了最高水平，以期得到最高的可靠性。然而，对于多数可靠性要求非极高的区域，实际中更需要兼顾经济性与可靠性的规划方案。此时，稍低的可靠性指标使得网架结构与二次电力设备配置之间有了可以协同的空间，规划方案在一次和二次之间寻求平衡，可以适当弱化或增强其中之一，以满足在可靠性约束下的配电网运营效率和效益的提升。因此，提出适用于二者协同配合的可靠性评估方法，开展配电网一二次的协同规划方法的研究，对配电网的经济性建设以及供电可靠性的提高有重要意义。
多模块智能终端主要包括故障检测模块、故障显示模块、继电保护模块、电动操作模块以及信息收发模块等。一遥终端，即配置了故障检测模块和故障显示模块的智能终端，在故障发生后翻牌器动作，可以指示故障位置；二遥终端，即配置了故障检测模块和信息收发模块的智能终端，在故障发生后可以实现故障信息的上报；三遥终端，即配置了故障检测模块、信息收发模块和电动操作模块的智能终端，既可进行故障信息的上报，还可远程遥控其对开关进行配电网重构的操作。继电保护模块可以选择性的配置在以上三类终端中，在故障发生后根据继电保护模块设置的保护模式对开关进行操作。针对供电半径较短，分段数较多的馈线，故障后短路电流差异不明显，其继电保护模式为利用电流延时保护机制的级差保护，级差保护从保护装置启动到断路器开关动作跳开的时间在150ms以内，配电网各级保护级差的时间在200ms左右。二遥终端和三遥终端配置的自动化控制模式主要包括集中式和智能分布式，集中式是指主站对终端进行集中的通信与控制，故障处理时间在分钟级；智能分布式是指终端之间进行故障逻辑通信，不经过主站统一控制，故障处理时间在秒级。可见，级差保护下的故障切除时间明显比智能终端的自动化处理短。然而，传统配电网的级差保护在故障切除后的故障定位、隔离以及转供过程中均需要人工现场操作，故障处理时间长达数小时。而智能终端中的信息收发模块可以辅助实现故障的自动定位，三遥终端可以实现远程故障隔离与负荷转供，大大缩短了故障处理时间。可见，有必要在二次智能终端的模块配置中研究一种考虑级差保护与自动化控制的终端配置方法，结合两种保护形式的时间优势，加快故障处理过程，提高配电网的供电可靠性。因此，针对一二次协同规划问题，应综合考虑级差保护、智能终端、网架结构三者之间的相互作用关系从而实现三者的协同规划。
然而，现有研究并未考虑二次设备的级差保护与智能终端的协调配合。此外，现有研究多是在已有网架的基础上进行级差保护配置，从提高配电网保护动作选择性、降低整定计算复杂性等角度出发，针对一条已知的线路或某一区域进行研究，确定级差保护的配置方案，较少涉及二者的联合规划。在智能终端配置方面，现有技术中的自动化终端配置模型大都以配电网可靠性或经济性作为切入点，既有对已有网架中终端的安装位置和类型的研究，也有网架与终端的协同规划研究。配电网一次网架结构进行微调会对级差保护和智能终端配置产生巨大影响。综上所述，如何在配电网的网架规划中，考虑级差保护与智能终端配置的相互作用关系，使规划更具有实用性，开展兼顾可靠性、经济性的配电网网架规划方法的研究很有必要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种考虑级差保护与智能终端配置的相互作用关系的一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：第一方面，提供一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，包括：
确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则；
根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间；
基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型；
对建立的协同规划模型进行优化，确定配电网网架规划方案。
进一步地，确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，包括：
建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同优化框架，协同优化框架包括上层模型和下层模型，上层模型为配电网网架规划层，下层模型为多模块智能终端规划层；
基于建立的协同优化框架，确定级差保护与自动化控制模式相配合的故障处理策略，并基于故障处理策略确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则。
进一步地，所述考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，包括：
在确定任意一处线路发生故障的情况下，采用电流延时保护机制对其出现的故障进行处理；
对于级差配合的电流保护，变电站出线断路器配置具有继电保护模块的终端；
在具备配合条件的分支线和次分支线，配置具有继电保护模块的终端；
将一遥终端配置在长度超过长度阈值的架空线路中段，或将一遥终端配置在分支入口处；
线路分段开关配置在二遥终端或三遥终端上；
出线开关设置在变电站内，配置三遥终端；
用户分界开关采用带电流保护功能的断路器或熔断器；
联络开关处于常开状态，配置三遥终端。
进一步地，所述根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间采用故障模式影响分析法。
进一步地，所述故障处理时间为：
T＝t1+t2+t3+t4
其中，t1为故障定位时间；t2为故障隔离时间；t3为负荷转供时间；t4为故障修复时间。
进一步地，所述协同规划模型包括配电网网架规划层和多模块智能终端规划层，所述基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型，包括：
建立配电网网架规划层，配电网网架规划层包括确定配电网网架规划层的目标函数和约束条件；
基于确定的故障处理时间，建立多模块智能终端规划层，多模块智能终端规划层包括确定多模块智能终端规划层的目标函数和约束条件。
进一步地，所述配电网网架规划层的目标函数为：
minF＝FU+FL
其中，F为系统年综合成本；FL为下层规划的年综合费用；FU为上层规划的年综合费用；
所述配电网网架规划层的约束条件，包括潮流约束、电压约束、线路容量约束和网络连通性与开环运行约束；
所述多模块智能终端规划层的目标函数为：
minFL＝Frelay+Fterm+Ffail
其中，Frelay为级差保护装置建设年综合费用；Fterm为自动化终端建设年综合费用；Ffail为每年停电造成的损失费用；
所述多模块智能终端规划层的约束条件包括系统平均供电可用率。第二方面，提供一种配电网网架规划与多模块智能终端配置的联合优化系统，包括：
配置原则确定模块，用于确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则；
可靠性分析模块，用于根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间；
模型建立模块，用于基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型；
优化模块，用于对建立的协同规划模型进行优化，确定配电网网架规划方案。
第三方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的步骤。
第四方面，提供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指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的步骤。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明在配电网网架规划中加入对二次设备的考虑，使一二次相互配合，能够进一步提高供电可靠性和配电网规划的经济性。
2、本发明考虑继电保护与配电自动化的配合，能够进一步缩短故障处理时间。
3、本发明能够有效适用于可靠性要求高且产电比大的地区，充分发挥网架结构与智能终端提升供电可靠性的作用。
综上所述，本发明可以广泛应用于配电自动化领域中。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的方法流程示意图；
图2是本发明一实施例提供的建立的协同规划框架示意图；
图3是本发明一实施例提供的配电网故障分析示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
如背景技术中所介绍，多模块智能终端主要包括故障检测模块、故障显示模块、继电保护模块、电动操作模块以及信息收发模块等。一遥终端，即配置了故障检测模块和故障显示模块的智能终端，在故障发生后翻牌器动作，可以指示故障位置；二遥终端，即配置了故障检测模块和信息收发模块的智能终端，在故障发生后可以实现故障信息的上报；三遥终端，即配置了故障检测模块、信息收发模块和电动操作模块的智能终端，既可进行故障信息的上报，还可远程遥控其对开关进行配电网重构的操作。继电保护模块可以选择性的配置在以上三类终端中，在故障发生后根据继电保护模块设置的保护模式对开关进行操作。针对供电半径较短，分段数较多的馈线，故障后短路电流差异不明显，其继电保护模式为利用电流延时保护机制的级差保护，级差保护从保护装置启动到断路器开关动作跳开的时间在150ms以内，配电网各级保护级差的时间在200ms左右。二遥终端和三遥终端配置的自动化控制模式主要包括集中式和智能分布式，集中式是指主站对终端进行集中的通信与控制，故障处理时间在分钟级；智能分布式是指终端之间进行故障逻辑通信，不经过主站统一控制，故障处理时间在秒级。可见，级差保护下的故障切除时间明显比智能终端的自动化处理短。然而，传统配电网的级差保护在故障切除后的故障定位、隔离以及转供过程中均需要人工现场操作，故障处理时间长达数小时。而智能终端中的信息收发模块可以辅助实现故障的自动定位，三遥终端可以实现远程故障隔离与负荷转供，大大缩短了故障处理时间。可见，有必要在二次智能终端的模块配置中研究一种考虑级差保护与自动化控制的终端配置方法，结合两种保护形式的时间优势，加快故障处理过程，提高配电网的供电可靠性。因此，针对一二次协同规划问题，应综合考虑级差保护、智能终端、网架结构三者之间的相互作用关系从而实现三者的协同规划。
然而，现有研究并未考虑二次设备的级差保护与智能终端的协调配合。此外，现有研究多是在已有网架的基础上进行级差保护配置，从提高配电网保护动作选择性、降低整定计算复杂性等角度出发，针对一条已知的线路或某一区域进行研究，确定级差保护的配置方案，较少涉及二者的联合规划。在智能终端配置方面，现有技术中的自动化终端配置模型大都以配电网可靠性或经济性作为切入点，既有对已有网架中终端的安装位置和类型的研究，也有网架与终端的协同规划研究。配电网一次网架结构进行微调会对级差保护和智能终端配置产生巨大影响，而现有技术并未考虑级差保护、智能终端、网架结构三者之间的相互作用关系。因此在网架规划和多模块智能终端部署的过程中，需要同时考虑它们在规划环节中交互作用的问题，从而使终端的部署方案更具有可行性。基于上述研究，本发明实施例提供的一种配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法，适用于配电网网架规划中，同时考虑由不同模块组成的智能终端在选择性地配置了继电保护后的因地制宜、因需制宜的量化布点工作。通过建立考虑级差保护的配电网网架与多模块智能终端配置规划优化计算的协同优化模型，以总成本最小为目标，在系统可靠性的约束下，得到配置多模块智能终端后的最优网架规划方案。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，包括以下步骤：
1)建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同优化框架。
具体地，协同优化框架如图2所示，协同优化即在进行配电网网架规划的同时，将多模块智能终端的规划纳入优化过程。
实现过程为：
将多模块智能终端规划过程中的相关代表性参数(即多模块智能终端的部署费用) 加入至配电网网架规划的适应度函数中，进行协同优化，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同优化框架。其中，协同优化框架包括上层模型和下层模型，上层模型可定义为配电网网架规划层，下层模型可定义为多模块智能终端规划层。
更具体地，下层模型在上层模型输入的配电网网架的基础上，对多模块智能终端中的级差保护和自动化控制模式等模块组合配置进行优化规划，将得到的多模块智能终端部署方案对应的适应度函数值传递至上层模型，以改进优化过程，最后得到整体的优化方案。
2)基于建立的协同优化框架，确定级差保护与自动化控制模式相配合的故障处理策略，并基于故障处理策略确定确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，具体为：
2.1)确定级差保护与自动化控制模式相配合的故障处理策略：
主干线路或分支线路出现短路故障时，由配置的级差保护动作切除故障，继电保护模块能够使得故障电力设备快速脱离配电网，之后通过就地控制型馈线自动化终端或配电自动化主站控制，及时准确找到故障点所在区域，实现故障区段的隔离与非故障区段恢复供电，这样就能够有效确保电力设备安全性以及用户供电可靠性。
2.2)确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则：
①针对供电半径较短(即供电半径在100km以内)、分段数较多(即分段数超过5段)的馈线，在确定任意一处线路发生故障的情况下，沿线短路电流差异不明显，不对其开关处的电流进行测量，采用电流延时保护机制对其出现的故障进行处理，实现多级保护配合。
②对于级差配合的电流保护，变电站出线断路器配置具有继电保护模块的终端，其延时速断保护的延时时间可设置为2T，其中，T为故障处理时间。
③在具备配合条件且故障率高、故障修复时间长的分支线和次分支线(或用户线路)，配置具有继电保护模块的终端，延时时间分别设定为T和0s。
④目前的柱上断路器开关等设备可以实现从保护装置启动到断路器开关动作跳开的时间在150ms以内，因此配电网各级保护级差的时间应大于0.2s。
⑤将一遥终端配置在长线路(即长度超过300km的架空线路)的中段，以辅助工作人员判断长线路故障区段；或者将一遥终端配置在分支入口处，以判断线路故障是在主线还是分支。
⑥线路分段开关根据经济性和可靠性要求，可选择性地配置在二遥终端或三遥终端上。
⑦出线开关设置在变电站内，属于变电站监控设备，配置三遥终端。
⑧用户分界开关采用带电流保护功能的断路器或者熔断器。
⑨联络开关处于常开状态，配置三遥终端。
3)根据考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间T。
具体地，采用故障模式影响分析法(Failure Mode and Effects Analysis，FMEA)。
如图3所示，假设故障发生在分段开关S4和S5之间，分段开关S1、S3和S5之间已配置级差保护，下面以故障点④为例进行分步说明：
3.1)当故障点④上游最邻近的带有级差保护的三遥终端检测到短路电流时，控制分段开关S3动作跳开，分段开关S3下游形成初步隔离区，初步隔离区外的负荷点(即图中的LP1、LP2)停电时间为0。
3.2)二遥终端和三遥终端设备因感知电流异常上传故障信息，主站软件与工作人员共同进行远程的故障初步定位：
若故障在初步隔离区内，故障点④上游和下游配置三遥终端的分段开关(S4和S6)，则遥控最邻近故障点的三遥终端打开分段开关，实现故障隔离，形成二次隔离区。之后遥控初步隔离区的入口分段开关S3闭合恢复负荷点LP3的供电，此时负荷点LP3 的停电时间为远程隔离时间。
3.3)若二次隔离区外具有可遥控的联络开关，则可被转供的负荷点的停电时间为远程转供时间(即图中的负荷点LP6)。
3.4)检修人员到达现场查看二次隔离区域内故障指示器的翻牌情况，确定故障点，若故障点最邻近的分段开关没有打开，则操作该分段开关打开，此时负荷点LP5的停电时间为远程隔离时间、现场隔离时间和现场转供时间。
3.5)检修人员找出故障点后，故障区域内负荷的停电时间为故障处理全过程所用的故障处理时间T(即图中的负荷点LP4)。
按照上述分析步骤，故障点①～⑤下的故障模式影响分析如下表1所示，假设联络线路仅能转供与之相连的最近的负荷：
表1：故障点①～⑤下的故障模式影响分析表
Figure RE-GDA0003497122990000081
更具体地，故障处理时间T为：
T＝t1+t2+t3+t4 (1)
其中，t1为故障定位时间；t2为故障隔离时间；t3为负荷转供时间；t4为故障修复时间。
故障定位时间t1包括二遥终端或三遥终端上传故障信息的时间以及主站软件与工作人员共同确定实际远程故障定位区的时间。
故障隔离时间t2包括远程隔离时间和现场隔离时间。进一步地，远程隔离时间为工作人员遥控最邻近故障点的三遥终端，形成初步隔离区的时间；现场隔离时间包括检修人员到达现场的车程时间、查看故障指示器情况的时间以及操作开关恢复最终故障区上游负荷供电的时间。若故障点最邻近的上游开关配置三遥终端，则故障隔离时间不包括现场隔离时间。
负荷转供时间t3包括远程转供时间和现场转供时间。进一步地，远程转供时间为工作人员遥控故障隔离区下游配置三遥终端的联络开关的时间，以初步实现负荷的转供电；现场转供时间为检修人员操作故障点最邻近的下游开关打开，使得最终故障区下游全部有转供电条件的负荷恢复供电的时间。若故障点最邻近的下游开关配置三遥终端，则负荷转供时间不包括现场转供时间。
故障修复时间t4为检修人员现场修复故障的时间。
4)基于确定的故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型，具体为：
4.1)建立配电网网架规划层。
4.1.1)确定配电网网架规划层的目标函数。
配电网网架规划层以配电网网架和多模块智能终端建设的年综合费用最小为目标函数：
minF＝FU+FL (2)
其中，F为系统年综合成本；FL为下层规划的年综合费用；FU为上层规划的年综合费用，且FU为：
FU＝Fline (3)
Fline＝Cline,inv+Cline,main (4)
Figure RE-GDA0003497122990000091
Cline,main＝μCline,inv (6)
其中，Fline为配电网一次网架规划费用；Cline,inv为网架建设的投资费用等年值，包括新建线路和联络线路；Cline,main为配电网的运维费用；d为贴现率；m为线路的使用年限；i和j为配电网节点；xij为0-1变量，表示节点i和j间的线路是否投建，1表示投建，0表示不投建；Lij为线路ij的长度；Cline为单位长度线路的建设费用；μ为运维费用比例。
4.1.2)确定配电网网架规划层的约束条件，配电网网架规划层的约束条件包括潮流约束、电压约束、线路容量约束和网络连通性与开环运行约束。
具体地，潮流约束：
为保障进行网架规划后整个网络能够正常运行，需要对电力系统的潮流进行计算，采用潮流的前推回代法，通过假设额定电压推得线路的始端功率，再由此结合已知的始端电压，推出全网各个负荷点的电压。对于不合理的配电网网架规划方案可能出现潮流不收敛的情况，处理为：潮流迭代＞100次即认为该网架不满足潮流约束。
电压约束：
Umin<Ui<Umax (7)
其中，Umin、Umax分别为各节点电压的下、上限；Ui为节点i的电压。
线路容量约束：
Si<Simax (8)
其中，Si为节点i通过的最大传输功率；Simax为各支路允许通过的最大传输功率。
网络连通性与开环运行约束：
配电网必须对所有负荷点供电，避免出现孤岛和成环的现象。每条馈线均能通过唯一的联络线路与其他馈线进行站间联络。
4.2)基于确定的故障处理时间，建立多模块智能终端规划层。
4.2.1)基于确定的故障处理时间，确定多模块智能终端规划层的目标函数。
多模块智能终端以在满足系统可靠性需求的前提下使得保护装置与终端建设的总费用最低为目标函数：
minFL＝Frelay+Fterm+Ffail (9)
其中，Frelay为级差保护装置建设年综合费用；Fterm为自动化终端建设年综合费用；Ffail为每年停电造成的损失费用。
具体地，级差保护装置建设年综合费用Frelay为：
Frelay＝Crelay,inv+Crelay,main (10)
Figure RE-GDA0003497122990000101
Crelay,main＝εCrelay,inv (12)
其中，Crelay,inv为保护设备的投资费用等年值；Crelay,main为设备的运行维修费用；δ为保护设备的投资费用的贴现率；p为保护设备的使用年限；nr为开关数量；cr为单台保护设备的投资费用现值；ε为运维费用比例。
自动化终端建设年综合费用Fterm为：
Fterm＝Cterm,inv+Cterm,main (13)
Figure RE-GDA0003497122990000111
Cterm,main＝αCterm,inv (15)
其中，Cterm,inv为自动化终端建设等年值费用；Cterm,main为自动化终端的运行维护费用；n1、n2和n3分别为一遥终端、二遥终端和三遥终端数量；cs1、cs2和cs3分别为一遥终端、二遥终端和三遥终端的投资现值单价；S为设备的经济使用年限；q为投资回收率；α为运行维护费用占投资的比例。
每年停电造成的损失费用Ffail为：
Figure RE-GDA0003497122990000112
Figure RE-GDA0003497122990000113
其中，NC为系统中负荷点数量；Pk为系统负荷点k的平均负荷；TOFFk为系统负荷点k的年平均停电时间，包括故障处理时间；Rk为系统负荷点k对应行业的产电比； GDPk为负荷点k对应行业当年用价格表示的国内生产总值(GDP，general domestic product)；ECk为负荷点k对应行业一年的总用电量。
4.2.2)确定多模块智能终端规划层的约束条件，多模块智能终端规划层的约束条件包括系统平均供电可用率。
具体地，供电可靠性是配电系统规划、建设、运维、检修等环节的综合体现，系统平均供电可用率(Average Service Availability Index，ASAI)作为配电系统可靠性的重要评估指标，表示一年内配电系统可能的供电小时数与用户需要的供电小时数的比值：
Figure RE-GDA0003497122990000114
ASAI≥ASAI0 (19)
其中，ASAI为某种级差保护-自动化终端配置模式下的系统可靠性指标；Ui为负荷点年平均停电时间，包括故障处理时间；Ni为负荷点用户数；ASAI0为规划要求的可靠性水平。
5)对建立的协同规划模型进行优化，确定最优的配电网网架规划方案，配电网网架规划方案包括配电网网架和多模块智能终端建设的年综合费用以及多模块智能终端规划的年综合费用，具体为：
5.1)采用粒子群算法，对建立的协同规划模型进行优化。
具体地，初始化粒子种群的种群参数，生成N个配电网网架规划方案，其中，种群参数中粒子的编码长度等于生成配电网网架所需开断的线路数，配电网网架的线路数与开断线路或联络线路相关；计算粒子种群的适应度，并根据计算的适应度和预先设定的适应度阈值，判断是否达到迭代终止条件，若是，则确定网架规划方案；否则，更新种群，继续迭代。
5.2)采用cplex(一种数学解模工具)求解器，求解优化后协同规划模型的多模块智能终端规划层，得到经过优化的级差保护-自动化终端配置结果，其中，采用cplex 求解器寻找最优解的优化过程为现有技术公开的内容，具体过程在此不多做赘述。
实施例2
本实施例提供一种配电网网架规划与多模块智能终端配置的联合优化系统，包括：
配置原则确定模块，用于确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则。
可靠性分析模块，用于根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间。
模型建立模块，用于基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型。
优化模块，用于对建立的协同规划模型进行优化，确定最优的配电网网架规划方案。
实施例3
本实施例提供一种与本实施例1所提供的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的处理设备，处理设备可以是用于客户端的处理设备，例如手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等，以执行实施例1的方法。
所述处理设备包括处理器、存储器、通信接口和总线，处理器、存储器和通信接口通过总线连接，以完成相互间的通信。存储器中存储有可在处理设备上运行的计算机程序，处理设备运行计算机程序时执行本实施例1所提供的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法。
在一些实现中，存储器可以是高速随机存取存储器(RAM：Random AccessMemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
在另一些实现中，处理器可以为中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)等各种类型通用处理器，在此不做限定。
实施例4
本实施例提供一种与本实施例1所提供的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的计算机程序产品，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本实施例1所述的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意组合。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，包括：
确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则；
根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间；
基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型；
对建立的协同规划模型进行优化，确定配电网网架规划方案。
2.如权利要求1所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，包括：
建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同优化框架，协同优化框架包括上层模型和下层模型，上层模型为配电网网架规划层，下层模型为多模块智能终端规划层；
基于建立的协同优化框架，确定级差保护与自动化控制模式相配合的故障处理策略，并基于故障处理策略确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则。
3.如权利要求2所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，所述考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则，包括：
在确定任意一处线路发生故障的情况下，采用电流延时保护机制对其出现的故障进行处理；
对于级差配合的电流保护，变电站出线断路器配置具有继电保护模块的终端；
在具备配合条件的分支线和次分支线，配置具有继电保护模块的终端；
将一遥终端配置在长度超过长度阈值的架空线路中段，或将一遥终端配置在分支入口处；
线路分段开关配置在二遥终端或三遥终端上；
出线开关设置在变电站内，配置三遥终端；
用户分界开关采用带电流保护功能的断路器或熔断器；
联络开关处于常开状态，配置三遥终端。
4.如权利要求1所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，所述根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间采用故障模式影响分析法。
5.如权利要求1所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，所述故障处理时间为：
T＝t1+t2+t3+t4
其中，t1为故障定位时间；t2为故障隔离时间；t3为负荷转供时间；t4为故障修复时间。
6.如权利要求1所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，所述协同规划模型包括配电网网架规划层和多模块智能终端规划层；所述基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型，包括：
建立配电网网架规划层，配电网网架规划层包括确定配电网网架规划层的目标函数和约束条件；
基于确定的故障处理时间，建立多模块智能终端规划层，多模块智能终端规划层包括确定多模块智能终端规划层的目标函数和约束条件。
7.如权利要求6所述的一种配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法，其特征在于，所述配电网网架规划层的目标函数为：
minF＝FU+FL
其中，F为系统年综合成本；FL为下层规划的年综合费用；FU为上层规划的年综合费用；
所述配电网网架规划层的约束条件包括潮流约束、电压约束、线路容量约束和网络连通性与开环运行约束；
所述多模块智能终端规划层的目标函数为：
minFL＝Frelay+Fterm+Ffail
其中，Frelay为级差保护装置建设年综合费用；Fterm为自动化终端建设年综合费用；Ffail为每年停电造成的损失费用；
所述多模块智能终端规划层的约束条件包括系统平均供电可用率。
8.一种配电网网架规划与多模块智能终端配置的联合优化系统，其特征在于，包括：
配置原则确定模块，用于确定考虑级差保护的多模块智能终端的配置原则；
可靠性分析模块，用于根据确定的配置原则，对多模块智能终端的配电系统进行可靠性分析，确定故障处理时间；
模型建立模块，用于基于故障处理时间，建立配电网网架与多模块智能终端配置的协同规划模型；
优化模块，用于对建立的协同规划模型进行优化，确定配电网网架规划方案。
9.一种处理设备，其特征在于，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的步骤。
10.一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指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现权利要求1-7中任一项所述的配电网网架与多模块智能终端配置联合优化方法对应的步骤。
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