臨的 城市電力用地緊張、通道走廊不足等問題提供一種解決思路。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1為變電站聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度計(jì)算框架；
[0041] 圖2為曲折系數(shù)求解介紹圖；
[0042] 圖3為單點(diǎn)交叉運(yùn)算示意圖；
[0043] 圖4為變異運(yùn)算示意圖；
[0044] 圖5為單位供電能力費(fèi)用曲線圖；
[0045] 圖6為主變站間聯(lián)絡(luò)通道優(yōu)化設(shè)置結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，W下實(shí)施例只是描述性 的，不是限定性的，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0047] 一種基于遺傳算法的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，假設(shè)負(fù)荷均勻分布，并將變電 站供電區(qū)域模型采用為圓形供電區(qū)域，供電饋線在圓形區(qū)域內(nèi)均勻分布；W單位供電能力 費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，具體表達(dá)式為：
[0化2] 式中，Pse[L]為研究區(qū)域供電能力，L為表示站間主變聯(lián)絡(luò)容量約束的主對(duì)角線為 0的對(duì)稱矩陣，1。.表示第i號(hào)和第j號(hào)主變間的聯(lián)絡(luò)容量約束；NS為研究區(qū)域主變總數(shù)； Fst。,,。。為研究區(qū)域變電站建設(shè)總費(fèi)用，fk為第k個(gè)變電站的建設(shè)費(fèi)用；F為建設(shè)聯(lián)絡(luò)所需 費(fèi)用，F(xiàn)unk_i。為站內(nèi)聯(lián)絡(luò)費(fèi)用Funk_wt為站間聯(lián)絡(luò)費(fèi)用。
[0化3] 式（1)表示滿足單位供電能力的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)；式（2)表示聯(lián)絡(luò)容量 約束矩陣，它決定了變電站主變間轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力上限；聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題本質(zhì)上就是滿 足給定目標(biāo)條件下的主變聯(lián)絡(luò)容量約束矩陣的尋找過程；式（3)為變電站總體建設(shè)費(fèi)用， 為一常量；式（4)為建設(shè)所有聯(lián)絡(luò)的費(fèi)用，包括站內(nèi)聯(lián)絡(luò)費(fèi)用和站間聯(lián)絡(luò)費(fèi)用。
[0054] 其中站內(nèi)聯(lián)絡(luò)費(fèi)用及1?？蒞表示為下式妨：
[0055]
^5)
[0056] 式中為站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線所選用的電纜的單位長(zhǎng)度造價(jià)；NS為研究區(qū)域變電站總數(shù)； Li?！篂檎緝?nèi)第j條聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度；nU為第i座變電站站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線的總條數(shù)，隨著變電站的容 量不同，變電站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線條數(shù)也會(huì)不同，故該里的nu隨著變電站的不同而取不同值。
[0057] 當(dāng)考慮均勻負(fù)荷分布情況，并將變電站供電區(qū)域模型采用為圓形供電區(qū)域時(shí)，供 電饋線在圓形區(qū)域內(nèi)均勻分布，則變電站的站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度Li。與其供電半徑R就成正比關(guān) 系，引入比例系數(shù)h，則Lh=hR。式巧）可表示為下式化）所示。
[005引
（6)
[0059] 將上式中的供電半徑R遇想考慮成一個(gè)半徑的平均值瓦，即令所有的變電站供電 半徑都相同。則化）式可表示為下式：
[0060]
(7)
[0061] 式（4)中的站間聯(lián)絡(luò)費(fèi)用可W表示為下式巧）；
[0062] (8)
[0063] 式中；N,為研究區(qū)域內(nèi)主變臺(tái)數(shù)；ny為主變間聯(lián)絡(luò)支路數(shù)目；dy是站間主變實(shí)際 聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度（與曲折系數(shù)有關(guān)在下式（12)中有詳細(xì)介紹）；ru第i號(hào)和第j號(hào)主變間的 聯(lián)絡(luò)支路所選用的電纜的單位長(zhǎng)度造價(jià)。可見站間聯(lián)絡(luò)費(fèi)用隨著聯(lián)絡(luò)支路數(shù)量，長(zhǎng)度W及 容量的變化而變化。
[0064] 故（1)可寫成式（9)表示如下：
[00尉
(9；
[0066] 區(qū)域供電能力Psc即變電站負(fù)載之總和，也是站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線負(fù)載之總和；若只考慮手 拉手接線模式，則Pse可表示為如下（10)式：
[0067]
(10)
[0068] 式中Cap為單條電纜線路傳輸容量；NE為研究區(qū)域變電站總數(shù)；n巧第i座變電站 的站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線總條數(shù)。
[0069] 將式（10)帶入式（9)可得如下結(jié)果：
[0070]
…）
[0071] 上面公式可W看出其右半部分為一常數(shù)，其存在不影響計(jì)算結(jié)果；故所求單位供 電能力費(fèi)用最小值只與變電站建設(shè)費(fèi)用、站間聯(lián)絡(luò)所需費(fèi)用W及研究區(qū)域供電能力S者相 關(guān)，與站內(nèi)聯(lián)絡(luò)費(fèi)用無(wú)關(guān)。
[0072] 配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的約束條件主要包括：
[0073] (1)聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度和聯(lián)絡(luò)容量約束。
[0074] 考慮到變電站間負(fù)荷轉(zhuǎn)供過程中線路末端電壓質(zhì)量的約束，就要對(duì)變電站聯(lián)絡(luò)支 路的線路長(zhǎng)度進(jìn)行限制，另外，過長(zhǎng)的聯(lián)絡(luò)支路也不符合經(jīng)濟(jì)性要求。于是在此基礎(chǔ)上通過 綜合考慮轉(zhuǎn)供線路長(zhǎng)度限制和曲折程度，可W對(duì)變電站的聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。電力線 路的曲折系數(shù)，是指電力線路起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的實(shí)際線路總長(zhǎng)度與起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離 的比值，該個(gè)系數(shù)的引入是為了解決實(shí)際的電力網(wǎng)絡(luò)線路與電力模型在線路長(zhǎng)度上的差距 而產(chǎn)生的，使電力模型更加符合電力網(wǎng)的實(shí)際情況。
[0075] 聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度約束和變電站與變電站之間聯(lián)絡(luò)容量約束的具體表達(dá)式如下：
[0076] du=D1刊。'(1《i，j《Ns) (12)
[0077]
(13)
[0078] 式中；dy是站間主變實(shí)際聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度，D。為主變間地理距離（可由變電站地理 坐標(biāo)計(jì)算得出），qy為線路的綜合曲折系數(shù)，它與線路地區(qū)布局特點(diǎn)和聯(lián)絡(luò)支路數(shù)目有關(guān)， 隨著聯(lián)絡(luò)支路的增多，綜合曲折系數(shù)不斷增大；lu為主變間的實(shí)際聯(lián)絡(luò)容量，ny為主變間 聯(lián)絡(luò)支路數(shù)目，Cy為單條聯(lián)絡(luò)支路的轉(zhuǎn)供容量，與線路的載流量化及接線模式有關(guān)；diim為 變電站間允許建立聯(lián)絡(luò)通道的長(zhǎng)度上限，受轉(zhuǎn)供長(zhǎng)度和電壓降落約束。值得說(shuō)明的是，當(dāng)du =0時(shí)表明是站內(nèi)轉(zhuǎn)供，聯(lián)絡(luò)容量約束為一常數(shù)。
[0079]圖1即為變電站聯(lián)絡(luò)支路長(zhǎng)度的分析計(jì)算框架。例如，當(dāng)考慮均勻負(fù)荷分布情況， 并將變電站供電區(qū)域模型采用為圓形供電區(qū)域時(shí)，供電饋線在圓形區(qū)域內(nèi)均勻分布，則變 電站的供電半徑R同其容量Sap之間的關(guān)系如式（14)所示：
[0080]
(14)
[0081] 由圖1可知，該框架綜合考慮了負(fù)荷分布模型、變電站供電區(qū)域模型、W及網(wǎng)絡(luò)布 局模式等工程實(shí)際因素，使計(jì)算結(jié)果更加具有實(shí)際意義。
[0082] (2)區(qū)域負(fù)荷需求約束。
[0083] Psc[L]>N(15)
[0084] 式中，N為區(qū)域負(fù)荷需求，區(qū)域供電能力Psc必須滿足其負(fù)荷需求。
[0085] 式（15)為研究區(qū)域負(fù)荷需求約束，表明研究區(qū)域?qū)╇娔芰π枨蟮淖畹椭担瑢?yōu) 算法必須在滿足區(qū)域最低負(fù)荷需求的條件下尋找到的聯(lián)絡(luò)優(yōu)化矩陣才是有意義的。
[0086] (3)主變站間聯(lián)絡(luò)通道總數(shù)約束
[0087]
(16)
[00蝴式中，叫為主變間聯(lián)絡(luò)支路數(shù)目，TS為主變站間聯(lián)絡(luò)支路總數(shù)上限，一般聯(lián)絡(luò)數(shù)目 控制在7W下。
[0089] 參數(shù)求解方法
[0090] (1)變電站聯(lián)絡(luò)通道長(zhǎng)度上限
[0091] 根據(jù)對(duì)研究區(qū)域內(nèi)選用lOkV電纜線路的參數(shù)（下表1)、電壓降落模型進(jìn)行分析， 得到站間允許建立聯(lián)絡(luò)通道的長(zhǎng)度上限diim=6. 38km
[009引表1中壓線路參數(shù)
[0093]
[0094] 由表1同時(shí)可W計(jì)算出單條聯(lián)絡(luò)線最大傳輸容量;
[0095]
(17)
[0096] (2)線路曲折系數(shù)計(jì)算
[0097]變電站聯(lián)絡(luò)線路的綜合曲折系數(shù)則與站間聯(lián)絡(luò)線的實(shí)際長(zhǎng)度、兩變電站間距離和 聯(lián)絡(luò)支路數(shù)目相關(guān)，圖2介紹曲折系數(shù)的求解方法。
[009引假設(shè)兩站的容量一樣即兩站供電半徑