CN116109108B - 一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质 - Google Patents

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CN116109108B CN202310355276.0A CN202310355276A CN116109108B CN 116109108 B CN116109108 B CN 116109108B CN 202310355276 A CN202310355276 A CN 202310355276A CN 116109108 B CN116109108 B CN 116109108B
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Abstract

本发明涉及电力技术领域，公开了一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质。本发明枚举现有条件下的各分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案；基于干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算各方案下各目标分段的用户负荷损失期望值；计算各方案下由相应目标分段的用户负荷损失期望值构成的目标样本的方差，从满足预置期望值条件的方案中选取方差最小的作为最优方案；若没有方案满足预置期望值条件，则通过在支线中增加分支开关、在干线上增加不投入保护的配网自动化开关的方式确定最优方案，最终实现配网自动化开关位置分布方案的生成。本发明能有效提高配网自动化开关布点的准确性和实用性。

Description

一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质。
背景技术
配网自动化开关目前已得到大规模应用，但是其位置分布的生成方法各异。主流方法是基于将用户数和负荷数均匀分割的方式进行规划，使配网自动化开关的分布能尽量将用户数和负荷数均匀分开。
该主流方法的主要缺点是计划难以适应实际的发展，实际中10kV馈线并不是一开始就按照最终状态进行全长的建设，往往随着区域发展而不断延伸，建设初期的配网自动化开关分布，往往最终无法使用户和负荷均匀分开。特别是单纯使用电流分段原理配置配网自动化开关的情况下，整条线路只有2至3台开关投入保护动作，前期开关投运后，后期新增开关布点会受很大影响，极可能无法使用户和负荷均匀分割。
此外，该主流方法在进行配网自动化开关位置分布规划时仅考虑了用户数和负荷数，实用性较低。
发明内容
本发明提供了一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质，解决了现有主流的配网自动化开关位置分布规划方法受前期配网自动化开关布点的影响较大且实用性较低的技术问题。
本发明第一方面提供一种配网自动化开关位置分布生成方法，包括：
步骤S1，将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
步骤S2，枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；
步骤S3，根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；
步骤S4，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；
步骤S5，判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；
步骤S6，若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；
步骤S7，若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回步骤S2；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回步骤S2；其中，在后续进行用户负荷损失期望值计算时，增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不计入所属的原目标分段中；
步骤S8，若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回步骤S2；
步骤S9，当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数，包括：
以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔
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时得到故障概率/>
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间的故障概率。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：
Figure SMS_14
；
式中，
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根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案，包括：
步骤S61 ，基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；
步骤S62 ，令x=1；
步骤S63，取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；
步骤S64，校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回上一步骤，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；
所述第二预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；
计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；
根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。
本发明第二方面提供一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：
第一计算模块，用于将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
枚举模块，用于枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；
第二计算模块，用于根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；
第三计算模块，用于计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；
判断模块，用于判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；
选取模块，用于若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；
第一增加配置模块，用于若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回枚举模块；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回枚举模块；
第二增加配置模块，用于若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回枚举模块；
生成模块，用于当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第一计算模块包括：
第一计算单元，用于以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔
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，其中
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间的故障概率。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第二计算模块包括：
确定单元，用于确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
第二计算单元，用于根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；
第三计算单元，用于根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第三计算单元具体用于：
按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：
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；
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根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述选取模块包括：
排序单元，用于基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；
初始化单元，用于令x=1；
选取单元，用于取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；
校验单元，用于校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回选取单元，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第一预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；
所述第二预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。
根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：
确定模块，用于以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；
第四计算模块，用于计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；
质量评价模块，用于根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。
本发明第三方面提供了一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项能够实现的方式所述的配网自动化开关位置分布生成方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明第四方面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任意一项能够实现的方式所述的配网自动化开关位置分布生成方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；基于干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算该集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；计算各分段开关配置方案下的目标样本的方差，其中目标样本由相应方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；以满足预置期望值条件的分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案，在存在备选分段开关配置方案时以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；在不存在备选分段开关配置方案时，在支线中增加分支开关并返回至最优分段开关配置方案确定步骤；若仍得不到最优分段开关配置方案，则在干线上增加不投入保护的配网自动化开关，并返回至最优分段开关配置方案确定步骤；当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到相应阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案；本发明枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时的各分段开关配置方案，基于得到的分段开关配置方案集合进行最优化方案分析，实现了现有条件下配网自动化开关布点的位置的生成，不会受到前期配网自动化开关布点的影响；
线路中不同部分发生故障的概率并不一致，针对故障概率高的部分可以考虑适当增加配网自动化开关布点，特别在配合主站式自愈情况下，将多余的配网自动化开关投入保护告警时，能实现更高效的故障隔离和恢复，本发明考虑了线路的故障概率，结合故障概率、负荷和中低压用户数进行配网自动化开关位置分布的实时生成，能够提高配网自动化开关布点的准确性和实用性。
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。
图1为本发明一个可选实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成方法的流程图；
图2为本发明一个可选实施例提供的配网线路示意图；
图3为本发明一个可选实施例提供的分段开关数量为2时的配网线路示意图；
图4为本发明一个可选实施例提供的分段开关数量为3时的配网线路示意图；
图5为本发明一个可选实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成装置的结构连接框图。
附图标记：
1-第一计算模块；2-枚举模块；3-第二计算模块；4-第三计算模块；5-判断模块；6-选取模块；7-第一增加配置模块；8-第二增加配置模块；9-生成模块。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质，用于解决现有主流的配网自动化开关位置分布规划方法受前期配网自动化开关布点的影响较大且实用性较低的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种配网自动化开关位置分布生成方法。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成方法的流程图。
本发明实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成方法，包括步骤S1-S9。
步骤S1，将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数。
其中，目标配网区域为需要进行配网自动化开关位置分布生成的配网区域。配网区域中的配网线路通常包括多个馈线开关，馈线开关至联络开关的路径为干线。
图2示出了本发明一个可选实施例提供的配网线路示意图。该配网线路包括3条10kV馈线，图2中实心点为杆塔或电缆分接点（为叙述方便，本申请下面都称为目标杆塔），并有变电站10kV馈线开关
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的分布问题。
在一种能够实现的方式中，所述计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数，包括：
以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔
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比如图2中，目标杆塔
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同理得，目标杆塔F5的故障概率为：
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目标杆塔F5的负荷为：
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；
目标杆塔F5的中低压用户数为：
Figure SMS_96
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目标杆塔F5与F6间的故障概率
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（即故障概率为干线两塔间的故障概率和分支线的故障概率之和），负荷/>
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步骤S2，枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合。
其中，预置分段开关数量最大值基于目标配网区域对应的现有条件进行设置。例如，当目标配网区域对应的当前配网线路设计中的分段开关数量为
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。
步骤S3，根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值。
其中，所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到。
在一种能够实现的方式中，所述根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。
在一种能够实现的方式中，所述根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：
Figure SMS_102
；
式中，
Figure SMS_105
为目标分段/>
Figure SMS_107
的用户负荷损失期望值，/>
Figure SMS_108
为目标分段/>
Figure SMS_103
的故障概率，/>
Figure SMS_106
为目标分段/>
Figure SMS_109
的负荷，/>
Figure SMS_110
为目标分段/>
Figure SMS_104
的中低压用户数。
作为示例，设干线上从馈线开关至联络开关的分段开关为
Figure SMS_114
，可得第/>
Figure SMS_117
段（即分段开关/>
Figure SMS_122
与/>
Figure SMS_111
间）的故障概率为/>
Figure SMS_115
，负荷为/>
Figure SMS_120
，中低压用户数为
Figure SMS_124
，记/>
Figure SMS_112
，假设/>
Figure SMS_118
在杆塔/>
Figure SMS_121
处小号侧，/>
Figure SMS_123
在杆塔/>
Figure SMS_113
处小号侧，那么故障概率/>
Figure SMS_116
，负荷/>
Figure SMS_119
，中低压用户数/>
Figure SMS_125
。
根据本实施例，则有：
Figure SMS_126
；
需要说明的是，可以对上述用户负荷损失期望值的计算公式做适当调整，从而得到目标分段的用户负荷损失期望值计算的其他实施方式。例如，可以对故障概率、负荷和中低压用户数设置相应的权重，从而相应目标分段的用户负荷损失期望值为
Figure SMS_127
，其中/>
Figure SMS_128
、/>
Figure SMS_129
和/>
Figure SMS_130
分别为故障概率、负荷和中低压用户数的权重。
需要说明的是，各分支的用户负荷损失期望值、各目标杆塔间的用户负荷损失期望值的计算，与上述实施方式的目标分段的用户负荷损失期望值的计算原理相同，因此计算时可以参照上述实施方式的目标分段的用户负荷损失期望值的计算公式，本实施例中，在此不再赘述。
步骤S4，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差。
其中，所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成。
步骤S5，判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案。
其中，所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值。
步骤S6，若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案。
在一种能够实现的方式中，所述以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案，包括：
步骤S61 ，基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；
步骤S62 ，令x=1；
步骤S63，取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；
步骤S64，校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回上一步骤，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。
作为示例，设定分段开关数量最大值为
Figure SMS_131
。根据上述实施例，需要遍历分段开关数
Figure SMS_132
时，各台分段开关分别在干线上的各个目标杆塔处的情况下，使各分段开关间的用户负荷损失期望值的方差最小。
如图3所示，假设
Figure SMS_133
，/>
Figure SMS_134
时，馈线2通过分段开关X1和X2分为3段，分别遍历X1、X2在F7至F6处各个目标杆塔的情况，分别计算各种情况下用户负荷损失期望值W1、W2、W3组成样本的方差值，取方差最小的情况，确定X1和X2的位置。
对于有两条以上干线的情况，干线分叉点算法与支线分叉点算法一致。如图4所示，假设
Figure SMS_135
，/>
Figure SMS_136
时，馈线1通过X1、X2、X3分为4段，分别遍历X1、X2、X3在馈线1各个杆塔的情况，分别计算各种情况下用户负荷损失期望值W1、W2、W3、W4组成样本的方差值，取方差最小的情况，确定X1、X2、X3的位置。
此时W2、W3、W4算法与前述一致。W1实际由两条干线汇合，有：
（1）故障概率：
Figure SMS_137
；
（2）负荷：
Figure SMS_138
；
（3）中低压用户数：
Figure SMS_139
；
（4）用户负荷损失期望值：
Figure SMS_140
。
此时W2、W3、W4的算法与前述一致。
对前述确认的分段开关的分布情况，假设用户负荷损失期望值阈值为W，使
Figure SMS_141
。否则返回备选分段开关配置方案的计算，取方差次最小的情况进行用户负荷损失期望阈值校验。
在另一种能够实现的方式中，也可以预先筛选出目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值的所有分段开关配置方案，归入备选方案集合，进而在备选方案集合中选取目标样本的方差最小的作为最优分段开关配置方案。
本发明上述实施例中，对方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值进行是否小于预置用户负荷损失期望值阈值的校验，使得最终得到的目标配网自动化开关位置分布方案能够尽量满足最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值，提高方案的实用性和可靠性。
步骤S7，若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回步骤S2；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回步骤S2；其中，在后续进行用户负荷损失期望值计算时，增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不计入所属的原目标分段中。
在一种能够实现的方式中，所述第一预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的分支中的目标杆塔小号侧开始增加。所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔。
步骤S8，若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回步骤S2。
在一种能够实现的方式中，所述第二预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。
本发明上述实施例中，在遍历分段开关配置方案集合中的各分段开关配置方案后，若计算结果均不满足要求，在支线中增加分支开关
Figure SMS_142
，增加分支开关优先级为从/>
Figure SMS_146
最大的小号侧杆塔开始增加，该分支的P、Q、H、W不计入所在干线分段中。/>
Figure SMS_148
时（/>
Figure SMS_144
为用户负荷损失期望阈值），再次进行步骤S2-S6的计算。/>
Figure SMS_145
时，配置该分支开关，并在该分支增加联络开关作为干线之一，剔除整条分支后再次进行步骤S2-S6的计算。本实施例中，在进行步骤S7的计算后依然无法满足用户负荷损失期望值的校验要求时，在干线上增加不投入保护的配网自动化开关/>
Figure SMS_147
，增加的优先级为从/>
Figure SMS_149
最大的目标分段中目标杆塔间/>
Figure SMS_143
最大的杆塔处开始增加，有利于提高配网自动化开关位置分布的生成效率。
步骤S9，当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：
以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；
计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；
根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。
其中，方差计算结果的值越小，则所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量越好。
可以根据实际情况设置具体的评价方法。例如，可以设置存储有方差计算结果与配网自动化开关分布质量的映射关系的列表，进而基于该列表得到所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。该列表中方差计算结果对应的配网自动化开关分布质量的设计，可由专家进行评定。
本实施例中，能够有效衡量配网自动化开关布点后的效果。
本发明还提供了一种配网自动化开关位置分布生成装置，该装置可用于执行本发明上述任一项实施例所述的配网自动化开关位置分布生成方法。
请参阅图5，图5示出了本发明实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成装置的结构连接框图。
本发明实施例提供的一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：
第一计算模块1，用于将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
枚举模块2，用于枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；
第二计算模块3，用于根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；
第三计算模块4，用于计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；
判断模块5，用于判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；
选取模块6，用于若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；
第一增加配置模块7，用于若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回枚举模块2；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回枚举模块2；
第二增加配置模块8，用于若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回枚举模块2；
生成模块9，用于当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
在一种能够实现的方式中，所述第一计算模块1包括：
第一计算单元，用于以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔
Figure SMS_151
时得到故障概率/>
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、负荷/>
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和中低压用户数/>
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，则目标杆塔/>
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与其下游目标杆塔间的故障概率为/>
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，目标杆塔/>
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与其下游目标杆塔间的负荷为/>
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，目标杆塔/>
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与其下游目标杆塔间的中低压用户数为/>
Figure SMS_159
，其中
Figure SMS_162
为目标杆塔/>
Figure SMS_150
与目标杆塔/>
Figure SMS_154
间的故障概率。
在一种能够实现的方式中，所述第二计算模块3包括：
确定单元，用于确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
第二计算单元，用于根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；
第三计算单元，用于根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。
在一种能够实现的方式中，所述第三计算单元具体用于：
按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：
Figure SMS_163
；
式中，
Figure SMS_165
为目标分段/>
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的用户负荷损失期望值，/>
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为目标分段/>
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的故障概率，/>
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的负荷，/>
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为目标分段/>
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的中低压用户数。
在一种能够实现的方式中，所述选取模块6包括：
排序单元，用于基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；
初始化单元，用于令x=1；
选取单元，用于取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；
校验单元，用于校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回选取单元，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。
在一种能够实现的方式中，所述第一预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；
所述第二预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。
在一种能够实现的方式中，所述装置还包括：
确定模块，用于以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；
第四计算模块，用于计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；
质量评价模块，用于根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。
本发明还提供了一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项实施例所述的配网自动化开关位置分布生成方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
本发明还提供了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任意一项实施例所述的配网自动化开关位置分布生成方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，上述描述的装置、模块和单元的具体有益效果，可以参考前述方法实施例中的对应有益效果，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，包括：
步骤S1，将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
步骤S2，枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；
步骤S3，根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；
步骤S4，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；
步骤S5，判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；
步骤S6，若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；
步骤S7，若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回步骤S2；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回步骤S2；其中，在后续进行用户负荷损失期望值计算时，增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不计入所属的原目标分段中；
步骤S8，若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回步骤S2；
步骤S9，当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
2.根据权利要求1所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数，包括：
以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔
Figure QLYQS_2
时得到故障概率/>
Figure QLYQS_8
、负荷/>
Figure QLYQS_11
和中低压用户数/>
Figure QLYQS_4
，则目标杆塔/>
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与其下游目标杆塔间的故障概率为/>
Figure QLYQS_9
目标杆塔/>
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与其下游目标杆塔间的负荷为/>
Figure QLYQS_1
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与其下游目标杆塔间的中低压用户数为/>
Figure QLYQS_10
，其中/>
Figure QLYQS_13
为目标杆塔/>
Figure QLYQS_3
与目标杆塔/>
Figure QLYQS_5
间的故障概率。
3.根据权利要求1所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；
根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。
4.根据权利要求3所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值，包括：
按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：
Figure QLYQS_14
；
式中，
Figure QLYQS_15
为目标分段/>
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的用户负荷损失期望值，/>
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Figure QLYQS_22
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Figure QLYQS_17
的中低压用户数。
5.根据权利要求1所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案，包括：
步骤S61 ，基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；
步骤S62 ，令x=1；
步骤S63，取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；
步骤S64，校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回上一步骤，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。
6.根据权利要求1所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述第一预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；
所述第二预置增加优先级顺序为：
从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。
7.根据权利要求1所述的配网自动化开关位置分布生成方法，其特征在于，所述方法还包括：
以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；
计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；
根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。
8.一种配网自动化开关位置分布生成装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；
枚举模块，用于枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；
第二计算模块，用于根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；
第三计算模块，用于计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；
判断模块，用于判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；
选取模块，用于若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；
第一增加配置模块，用于若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回枚举模块；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回枚举模块；
第二增加配置模块，用于若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回枚举模块；
生成模块，用于当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。
9.一种配网自动化开关位置分布生成装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如权利要求1-7任意一项所述的配网自动化开关位置分布生成方法；
处理器，用于执行所述存储器中的指令。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的配网自动化开关位置分布生成方法。
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