CN114662859A - 一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，包括：构建网架结构指标评价体系；基于中压配电网可靠性评估模型，采用改进的粒子群算法得到各要素的最优开关分布场景，计算多个指标的指标值；根据指标评价体系和指标值，采用模糊综合评判得到馈线结构现状评价值；筛选评价值为中和差的线路，构造权重向量，描述各要素投资成本的差异，基于权重向量加权处理后的指标值得到网架结构各要素对可靠性指标的技术经济提升效益。本发明解决了以往研究采用环网率、平均分段长度及自动化覆盖率等整体性指标来建立网架结构的评价体系、缺少对具体馈线的网架结构的讨论的问题，且能够有效评估馈线的网架结构对可靠性指标的提升效果。
Description
技术领域
本发明涉及配电网规划的技术领域，尤其涉及一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法。
背景技术
网架结构是配电网规划的重要内容，网架结构的完善，能有效提高配电网的供电可靠性水平。受企业指标考核和投资偏好等因素的影响，不同地区中压配电网的环网率、自动化覆盖率、馈线平均分段数长度差异显著，也造成了配电网整体可靠性指标的不同。有效评估网架结构中各要素对可靠性指标的提升效果，对确定配电网网架结构中的薄弱点，实现网架结构的精准投资具有重要意义。
关于网架结构对可靠性指标提升效果的评估方法，现有研究主要围绕地区配电网的可靠性影响要素展开分析，在建立多级指标体系的基础上，采用主客观结合的方法评估地区整体网架结构水平，但未考虑具体馈线结构合理性的影响。关于馈线结构对可靠性指标提升效果的研究，主要集中在开关优化配置方面，而且主要围绕馈线上新增开关布点的探讨，缺乏对于现有开关配置合理性的讨论。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：现有研究主要围绕地区配电网的可靠性影响要素展开分析，在建立多级指标体系的基础上，采用主客观结合的方法评估地区整体网架结构水平，但未考虑具体馈线结构合理性的影响，关于馈线结构对可靠性指标提升效果的研究，主要集中在开关优化配置方面，而且主要围绕馈线上新增开关布点的探讨，缺乏对于现有开关配置合理性的讨论。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：构建网架结构指标评价体系，得到网架结构各要素对可靠性指标提升效果的多个指标；基于中压配电网可靠性评估模型，采用改进的粒子群算法得到各要素的最优开关分布场景，计算所述多个指标的指标值；根据所述指标评价体系和指标值，采用模糊综合评判得到馈线结构现状评价值；筛选评价值为中和差的线路，构造权重向量，描述各要素投资成本的差异，基于权重向量加权处理后的指标值得到网架结构各要素对可靠性指标的技术经济提升效益。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：所述网架结构指标评价体系包括一级指标：网架结构；二级指标：开关位置不合理度k、新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2和更换自动化开关提升度t3。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：还包括：定义所述开关位置不合理度k为：
其中，SAIDI表示系统平均停电持续时间；
定义所述新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2分别如下：
其中，SAIDI表示新增n台开关后SAIDI所能取得的最小值；
定义所述更换自动化开关提升度t3为：
其中，SAIDI表示更换n台自动化开关后SAIDI所能取得的最小值。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：所述网架结构指标评价体系为采用一级模糊综合评判模型，获得馈线的网架结构的评价等级，所述一级模糊综合评判模型的三要素包括：因素集，由被评判线路的四个复合指标构成，记为U＝{u1＝k,u2＝t1,u3＝t2,u4＝t3}；评语集，设置优、良、中、差四个评语，记为V＝{优,良,中,差}；单因素判断，即对单个因素ui(i＝1,…,4)的评判，得到V上的F集(ri1,…,ri4)，即从U到V的一个F映射。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：对所述因素集U中每个元素进行单因素判断，得到如下所示的评判矩阵，记为R，其包含了从U到V的所有F映射：
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：所述中压配电网可靠性评估模型包括：基于区域块可靠性特性以及任意故障对所述区域块内所有元件产生同质影响，即定义所述区域块等值为一个元件：
其中，Zi表示第i个区域块，λZi(λj)、rZi(rj)分别表示第i个区域块-第j个元件的故障率、平均故障修复时间。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：综合评判结果的获取步骤包括：采用专家评判给出二级指标的权重为A＝{0.2,0.3,0.2,0.3}，将其与所述评判矩阵R合成，得出综合评价集B＝{b1,b2,b3,b4}，则模糊综合评判模型的合成公式如下：
根据隶属度最大原则，选择综合评价集B中最大的bj所对应的评语等级vj作为综合评判的结果。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：所述改进的粒子群算法包括改进粒子位置的更新公式：
index(xid)＝round[c1r1(index(pid)-index(xid))+c2r2(index(pgd)-index(xid))]+index(xid)
0≤index(xid)≤len(list)-1
其中，xid表示第i个粒子的第d个分段开关或联络开关布置于元件x之前或元件x之后，index(xid)、index(pid)和index(pgd)分别表示第i个粒子、个体极值和邻域极值在分段开关或联络开关取值范围列表中的索引值，round[]表示四舍五入运算，len(list)表示取值范围列表的离散空间总长度。
作为本发明所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的一种优选方案，其中：寻找当前开关的最优位置的步骤包括：分别定义主干线分段开关和联络开关的取值范围，允许分段开关布置在除了出线断路器、开关站母线、电缆线和分段开关的任意元件之前，允许联络开关布置在除了出线断路器、电缆线、开关站进出线开关、配电变压器和联络开关的任意元件之后；定义粒子总数和粒子的初始位置，计算每个粒子的适应度，即基于可靠性评估模型得到可靠性指标值，得到个体极值Pi和邻域极值Pg；定义迭代步数，更新每个粒子的位置，根据新位置的适应度判断是否更新个体极值；迭代结束后，输出全局极值和其可靠性指标值。
本发明的有益效果：本发明解决了以往研究采用环网率、平均分段长度及自动化覆盖率等整体性指标来建立网架结构的评价体系、缺少对具体馈线的网架结构的讨论的问题，且能够有效评估馈线的网架结构对可靠性指标的提升效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的基本流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的等级隶属度函数与分级界限示意图；
图3为本发明一个实施例提供的一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的多分段单联络中压馈线示意图；
图4为本发明一个实施例提供的一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的广度优先搜索算法流程示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的馈线单线示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1～4，为本发明的一个实施例，提供了一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，包括：
S1：构建网架结构指标评价体系，得到网架结构各要素对可靠性指标提升效果的多个指标。
需要说明的是，馈线的网架结构指线路的接线方式，主要包括分段开关的类型、位置和数量，联络开关的位置和数量。合理的网架结构等价于通过分段开关和联络开关的优化配置后，系统可靠性指标接近最优值。因此，开关位置不合理度k定义如下：
式中，SAIDI表示系统平均停电持续时间；
其中，最优开关位置指只改变现有开关(包括联络开关和主干线分段开关)的位置，应用智能优化算法寻找到SAIDI最小时的开关位置场景，因此，新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2分别定义如下：
式中，SAIDI(新增n台开关)表示新增n台开关后SAIDI所能取得的最小值，是通过应用智能优化算法，优化新增开关的位置得到。
分段开关的类型，特别是自动化开关也是影响系统可靠性的关键要素，如前所述，馈线自动化能进一步缩小主电源恢复供电区域，当相关联的开关(如图3中的节点25)更换为自动化开关后，区域块Z9故障时主电源供电区域为空集，即主电源供电区域的停电户数为零，从而大大降低了用户总停电次数和用户总停电持续时间，类似之前引入的新增开关提升度概念，自动化改造提升度定义如下：
式中，SAIDI(更换n台自动化开关)表示更换n台自动化开关后，SAIDI所能取得的最小值，同样需要应用智能优化算法，通过优化现有分段开关类型得到。
以上四个复合指标共同构成馈线的网架结构指标评价体系，如表1所示。
表1：网架结构指标评价体系表。
S2：基于中压配电网可靠性评估模型，采用改进的粒子群算法得到各要素的最优开关分布场景，计算多个指标的指标值。
S3：根据指标评价体系和指标值，采用模糊综合评判得到馈线结构现状评价值。
S4：筛选评价值为中和差的线路，构造权重向量，描述各要素投资成本的差异，基于权重向量加权处理后的指标值得到网架结构各要素对可靠性指标的技术经济提升效益。
需要说明的是，S2～S4的步骤具体包括：
供电可靠性指标，如平均供电可用率和系统平均停电频率等，是由该地区内所有中压馈线的用户总停电次数、用户总停电持续时间累加计算得到，因此中压配电网可靠性评估的基础是中压馈线的可靠性评估，以图3的中压馈线为例。
图3中数字0～35表示节点编号，节点之间的符号表示元件，例如1和2之间是线路元件，元件采用首节点和末节点描述其拓扑关系，元件编号和末节点编号一致，例如0和1分别是出线断路器的首、末节点，同时节点1表示出线断路器，图3中内部没有开关元件且元件间相互连通、边界由开关元件组成的元件集合，称为区域块，区域块在可靠性方面具有以下特性：
(1)任意故障对区域块内所有元件产生同质影响，因此区域块可等值为1个元件，等值元件的可靠性参数可用区域块内所有元件的参数归并得到，即：
其中，Zi表示第i个区域块，λZi(λj)、rZi(rj)分别表示第i个区域块(第j个元件)的故障率、平均故障修复时间，引入等值元件替代区域块内所有元件后，大大减少了元件数目和故障遍历次数，提高了可靠性计算时间。
(2)相邻的区域块之间的交集不为空，即相邻的区域块有共同的边界开关元件：基于区域块的故障模式影响分析法(failure-mode-effect-analysis,FMEA)原理如下：枚举所有区域块和开关元件的故障事件，分析各元件故障对供电系统的停电影响，得到用户总停电次数、用户总停电持续时间等可靠性指标。在任一区域块故障事件中，以故障区域块为起点，基于广度优先搜索算法，遍历其他区域块，将区域块进一步归为三类：主电源恢复供电区域、主故障区域、可转供电区域，以图3为例，当故障发生在区域块Z9时且线路未安装自动化开关时，主电源恢复供电区域为{Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8}，主故障区域为{Z9}，可转供电区域为{Z10}，主电源恢复供电区域的停电时间等于其与故障区域块相关联的开关(j＝25)的切换时间r25，可转供电区域的停电时间等于联络开关(j＝35)的切换时间r35，当线路已安装自动化开关时，假如开关(j＝6)是分段器，开关(j＝25)是非自动化开关，那么主电源恢复供电区域修正为{Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8}，图4给出了区域块Z3故障时，采用广度优先搜索算法对所属供电系统的搜索流程。
为了计算式二级指标的指标值，采用改进的粒子群算法得到二级指标公式的最优开关分布场景。由于原始粒子群算法中粒子位置的取值范围是连续型空间，而开关位置是离散型空间，因此改进了粒子的位置更新公式。同时，为提高算法全局寻优能力，粒子的学习对象更改为从种群随机选出四个个体，选择邻域内(包括自身)最优个体作为粒子的学习对象，对原始粒子群算法的基本原理和对该算法的改进。
基本粒子群算法：假设在一个D维的目标搜索空间，有N个粒子组成一个群落，其中第i个粒子表示为一个D维的向量：
Xi＝{xi1,xi2,…,xiD},i＝1,2,…,N
第i个粒子的“飞行”速度也是一个D维的向量，记为：
Vi＝{vi1,vi2,…,viD},i＝1,2,…,N
第i个粒子迄今为止搜索到的最优位置称为个体极值，记为：
pbest＝{pi1,pi2,…,piD},i＝1,2,…,N
整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置为全局极值，记为：
gbest＝{pg1,pg2,…,pgD}
在找到这两个最优值时，粒子根据如下的公式来更新自己的速度和位置：
vid＝w*vid+c1r1(pid-xid)+c2r2(pgd-xid)
xid＝xid+vid
其中，w为惯性权重，c1和c2为学习因子，r1和r2为[0,1]范围内的均匀随机数。
优选的，对该算法进行改进：基本粒子群算法中粒子位置的取值范围是连续型空间，而开关位置是离散型空间，因此需要改进粒子的位置更新公式，公式如下：
index(xid)＝round[c1r1(index(pid)-index(xid))+c2r2(index(pgd)-index(xid))]+index(xid)
0≤index(xid)≤len(list)-1
其中，xid表示第i个粒子的第d个分段开关或联络开关布置于元件x之前或元件x之后，index(xid)、index(pid)和index(pgd)分别表示第i个粒子、个体极值和邻域极值在分段开关或联络开关取值范围列表中的索引值，round[]表示四舍五入运算，len(list)表示取值范围列表的离散空间总长度。
以寻找当前开关的最优位置为例，具体步骤如下：
分别定义主干线分段开关和联络开关的取值范围，允许分段开关布置在除了出线断路器、开关站母线、电缆线和分段开关的任意元件之前，允许联络开关布置在除了出线断路器、电缆线、开关站进出线开关、配电变压器和联络开关的任意元件之后；
定义粒子总数和粒子的初始位置，计算每个粒子的适应度，即基于可靠性评估模型得到可靠性指标值，得到个体极值Pi和邻域极值Pg；
定义迭代步数，更新每个粒子的位置，根据新位置的适应度判断是否更新个体极值；
迭代结束后，输出全局极值和其可靠性指标值。
进一步的，模糊综合评判的基本思想是利用F线性变换原理和隶属度最大，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其做出合理的综合评价，采用一级模糊综合评判模型，可获得馈线的网架结构的评价等级，能直观反映不同馈线的网架结构水平。其中，综合评判模型的三要素如下：
(1)因素集，由被评判线路的四个复合指标构成，记为U＝{u1＝k,u2＝t1,u3＝t2,u4＝t3}；
(2)评语集，设置优、良、中、差四个评语，记为V＝{优,良,中,差}；
(3)单因素判断，即对单个因素ui(i＝1,…,4)的评判，得到V上的F集(ri1,…,ri4)，即从U到V的一个F映射。
进一步的，各评语的隶属度函数如图2所示。
对U中每个元素进行单因素判断，可以得到如下所示的评判矩阵，记为R，其包含了从U到V的所有F映射：
由于各因素地位未必相等，所以需对各因素加权，用U上的F集A＝{a1,a2,a3,a4}表示各因素的权数分配，采用专家评判给出二级指标的权重为A＝{0.2,0.3,0.2,0.3}，它与评判矩阵R的合成，得出综合评价集B＝{b1,b2,b3,b4}，综合评判模型的合成公式如下：
根据隶属度最大原则，选择综合评价集B中最大的bj所对应的等级(评语)vj作为综合评判的结果。
表1中的二级指标未考虑要素的投资成本，为此引入权重集合C＝{c1,c2,c3,c4}表示各要素的投资成本差异，单位投资成本越大，权重值越小，加权后的二级指标值体现了各要素对可靠性的综合提升效益，为规划人员制定具体投资方案提供指导。
本发明提出的一种网架结构对可靠性指标提升效果的评估方法，解决了以往研究采用环网率、平均分段长度及自动化覆盖率等整体性指标来建立网架结构的评价体系，缺少对具体馈线的网架结构的讨论的问题。该发明最后得到了馈线的网架结构现状评估值和网架结构各要素对可靠性指标技术经济提升效益，能够有效评估馈线的网架结构对可靠性指标的提升效果。
实施例2
参照图5为本发明另一个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法的验证测试，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统技术方案与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。
给出某市10kV馈线单线图，如图5所示，它包括54段线路、12个分段开关、1个联络开关和21台配电变压器，其中有4个断路器、2个负荷开关和6个熔断器，各元件的可靠性参数、支路长度、配变容量及馈线运行数据如表2-5所示，图5中的馈线记为A，联络线记为B。
表2：各元件的可靠性参数表。
| 元件类型 | 故障率(次/年) | 故障修复时间(h) | 故障操作时间(h) |
| 架空线 | 0.075 | 5 | — |
| 断路器/重合器/分段器 | 0.012 | 3 | 0 |
| 负荷开关 | 0.007 | 3 | 1.2 |
| 熔断器 | 0.01 | 3 | 0 |
| 联络开关 | 0 | 0 | 1.5 |
| 配电变压器 | 0.003 | 3 | — |
| 上级电源 | 0.003 | 3 | — |
表3：支路电气参数表。
表4：配变容量表。
表5：馈线运行数据表。
| 馈线名称 | 年最大电流(A) | 年平均电流(A) | 电流限值(A) |
| A | 200 | 150 | 352 |
| B | 150 | 100 | 285 |
采用基于区域块的可靠性快速评估方法计算得到馈线的可靠性指标：系统平均停电频率(SAIFI)、系统平均停电持续时间(SAIDI)和平均供电可用率(ASAI)；表6给出了最大负载同时率取不同值时的计算结果。
表6：系统可靠性指标表。
| 最大负载同时率 | SAIFI | SAIDI | ASAI |
| 0 | 2.123 | 4.032679 | 0.999540 |
| 0.5 | 2.123 | 4.217607 | 0.999519 |
| 1 | 2.123 | 4.379607 | 0.999500 |
由表6可知，对于不满足线路N-1的馈线，随着最大负载同时率的增大，SAIFI不变，SAIDI变大，ASAI变小，即减小实际转供中压用户不会增加系统总停电户数，但会增加系统总停电时户数。也意味着随着最大负载率的增大，可靠性理论计算结果倾向于保守。
设粒子总数为100，最大负载同时率取为1，采用改进的粒子群算法分别求取当前开关、新增1台分段开关(自动化开关)、新增1台联络开关和更换1台自动化开关的最优位置场景，程序运行结果如表7所示。
表7：优化算法运行结果表。
| 措施 | SAIDI | 措施 | SAIDI |
| 变更开关位置 | 3.112150 | 新增联络开关 | 3.815750 |
| 新增分段开关 | 3.440607 | 更换自动化开关 | 4.000321 |
由表6和表7运行结果，得到开关位置不合理度k、新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2和更换自动化开关提升度t3的指标值如下：
根据图2中各等级隶属度函数计算出各指标相对于各等级的隶属度，构造评价综合评判矩阵如下：
选择模型M(·,+)，则有如下公式：
将A＝{0.2,0.3,0.2,0.3}和R代入式计算得到：
B＝(0.26,0.54,0.18,0)
根据最大隶属度原则，该馈线的网架结构现状评价为良。
基于最新一年的规划投资数据，得到该市更换开关位置、新增1台分段开关(自动化开关)、新增1台联络开关和更换1台自动化开关的总费用比例关系为1.6:0.8:1.2:1，各要素的权重与总费用成倒数关系，则有w＝(0.5,1,0.67,0.8)加权后得到各要素对可靠性提升效果的效益为：
(k,t1,t2,t3)＝(0.5×0.41,1×0.27,0.67×0.15,0.8×0.09)＝(0.21,0.27,0.10,0.07)
计算结果表明，当采取增强网架结构来提高线路供电可靠性时，从技术经济性出发，该线路采用新增分段开关对系统可靠性提升程度最优，上述实验可看出本发明方法的有效性。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
如在本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代计算机相关实体，该计算机相关实体可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行中的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于执行中的过程和/或线程中，并且组件可以位于一个计算机中以及/或者分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)的信号，以本地和/或远程过程的方式进行通信。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，包括：
构建网架结构指标评价体系，得到网架结构各要素对可靠性指标提升效果的多个指标；
基于中压配电网可靠性评估模型，采用改进的粒子群算法得到各要素的最优开关分布场景，计算所述多个指标的指标值；
根据所述指标评价体系和指标值，采用模糊综合评判得到馈线结构现状评价值；
筛选评价值为中和差的线路，构造权重向量，描述各要素投资成本的差异，基于权重向量加权处理后的指标值得到网架结构各要素对可靠性指标的技术经济提升效益。
2.如权利要求1所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，所述网架结构指标评价体系包括一级指标：网架结构；二级指标：开关位置不合理度k、新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2和更换自动化开关提升度t3。
3.如权利要求2所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，还包括：
定义所述开关位置不合理度k为：
其中，SAIDI表示系统平均停电持续时间；
定义所述新增分段开关提升度t1、新增联络开关提升度t2分别如下：
其中，SAIDI表示新增n台开关后SAIDI所能取得的最小值；
定义所述更换自动化开关提升度t3为：
其中，SAIDI表示更换n台自动化开关后SAIDI所能取得的最小值。
4.如权利要求1～3任一所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，所述网架结构指标评价体系为采用一级模糊综合评判模型，获得馈线的网架结构的评价等级，所述一级模糊综合评判模型的三要素包括：
因素集，由被评判线路的四个复合指标构成，记为U＝{u1＝k,u2＝t1,u3＝t2,u4＝t3}；
评语集，设置优、良、中、差四个评语，记为V＝{优,良,中,差}；
单因素判断，即对单个因素ui(i＝1,…,4)的评判，得到V上的F集(ri1,…,ri4)，即从U到V的一个F映射。
5.如权利要求4所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，对所述因素集U中每个元素进行单因素判断，得到如下所示的评判矩阵，记为R，其包含了从U到V的所有F映射：
6.如权利要求1所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，所述中压配电网可靠性评估模型包括：
基于区域块可靠性特性以及任意故障对所述区域块内所有元件产生同质影响，即定义所述区域块等值为一个元件：
其中，Zi表示第i个区域块，λZi(λj)、rZi(rj)分别表示第i个区域块-第j个元件的故障率、平均故障修复时间。
7.如权利要求5所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，综合评判结果的获取步骤包括：
采用专家评判给出二级指标的权重为A＝{0.2,0.3,0.2,0.3}，将其与所述评判矩阵R合成，得出综合评价集B＝{b1,b2,b3,b4}，则模糊综合评判模型的合成公式如下：
根据隶属度最大原则，选择综合评价集B中最大的bj所对应的评语等级vj作为综合评判的结果。
8.如权利要求1所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，所述改进的粒子群算法包括改进粒子位置的更新公式：
index(xid)＝round[c1r1(index(pid)-index(xid))+c2r2(index(pgd)-index(xid))]+index(xid)
0≤index(xid)≤len(list)-1
其中，xid表示第i个粒子的第d个分段开关或联络开关布置于元件x之前或元件x之后，index(xid)、index(pid)和index(pgd)分别表示第i个粒子、个体极值和邻域极值在分段开关或联络开关取值范围列表中的索引值，round[]表示四舍五入运算，len(list)表示取值范围列表的离散空间总长度。
9.如权利要求1或8所述的网架结构对配电网可靠性指标提升效果的评估方法，其特征在于，寻找当前开关的最优位置的步骤包括：
分别定义主干线分段开关和联络开关的取值范围，允许分段开关布置在除了出线断路器、开关站母线、电缆线和分段开关的任意元件之前，允许联络开关布置在除了出线断路器、电缆线、开关站进出线开关、配电变压器和联络开关的任意元件之后；
定义粒子总数和粒子的初始位置，计算每个粒子的适应度，即基于可靠性评估模型得到可靠性指标值，得到个体极值Pi和邻域极值Pg；
定义迭代步数，更新每个粒子的位置，根据新位置的适应度判断是否更新个体极值；
迭代结束后，输出全局极值和其可靠性指标值。
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