專利名稱：一種中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配電系統(tǒng)配電網(wǎng)指標(biāo)供電能力計算領(lǐng)域，特別涉及一種中壓配電網(wǎng) 最大供電能力精確計算方法。
背景技術(shù)：
城市配電系統(tǒng)是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施和必要的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其建 設(shè)的好壞直接影響到城市經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平質(zhì)量的提高以及投資環(huán)境的優(yōu)化。 長期以來，我國許多城市的電網(wǎng)存在著供電能力不足、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移能力不確定、電網(wǎng)設(shè)備 利用率不高、負(fù)載不均衡、損耗大等諸多問題。隨著電力需求的不斷增加，電網(wǎng)也需要 不斷的擴展。為了適應(yīng)經(jīng)濟的快速發(fā)展和用電負(fù)荷的不斷攀升，使配網(wǎng)建設(shè)與主網(wǎng)發(fā) 展相適應(yīng)，避免重復(fù)建設(shè)和投資，需要根據(jù)負(fù)荷特性及其增長規(guī)律，做好配電系統(tǒng)的優(yōu) 化規(guī)劃工作，以消除安全隱患，改善運行效率，提高配電系統(tǒng)的供電能力，在保證電網(wǎng) 安全、可靠運行的前提下滿足用戶需求，為國家安全、經(jīng)濟發(fā)展與社會穩(wěn)定提供可靠保 障。
配電系統(tǒng)的主要職能是將輸電系統(tǒng)傳輸來的電能高效、可靠地分配給電力用 戶，這種分配能力也可稱之為配電能力或供電能力，科學(xué)地計算評估配電系統(tǒng)的供電能 力，已成為當(dāng)前城市電網(wǎng)精細(xì)化評估與規(guī)劃工作的關(guān)鍵一環(huán)，對于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、指導(dǎo) 城市電網(wǎng)的規(guī)劃和運行，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。配電系統(tǒng)的運行有其自身需 要滿足的規(guī)律，如果違背了上述規(guī)律，例如超出供電能力運行，將造成短路、斷路、損 壞配電裝置等事故，甚至引起嚴(yán)重后果。此外，為了保證配電系統(tǒng)一定的冗余度，使其 在故障條件下仍能供電，《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》還規(guī)定了配電系統(tǒng)需滿足的安全 準(zhǔn)則——N-I準(zhǔn)則。
有關(guān)城市中壓配電網(wǎng)供電能力的研究，傳統(tǒng)上采用了對目標(biāo)值試探性逼近和對 約束條件的后驗式滿足的方法，通過配電網(wǎng)潮流計算校核網(wǎng)絡(luò)擔(dān)負(fù)該負(fù)荷水平的能力， 以確定城市電網(wǎng)的供電能力，或直接計算配電網(wǎng)供電能力。其中最具代表性的是基于主 變互聯(lián)的供電能力計算方法，見專利“一種計及“N-1”準(zhǔn)則的配電系統(tǒng)供電能力評估 方法(專利號200810151314.6) ”。該方法提出的配電網(wǎng)供電能力計算模型，可直接計算 出配電網(wǎng)供電能力，無需迭代，具有計算速度快的優(yōu)點。專利“中壓配電網(wǎng)可用供電能 力分析方法(專利號2010101(^923)”在前一專利的基礎(chǔ)上，考慮了聯(lián)絡(luò)線極限傳輸容 量、過載系數(shù)等實際參數(shù)，并初步建立了數(shù)學(xué)模型，但其總體上秉承了前一專利的計算 理念。上述專利均利用直接法計算線性規(guī)劃問題，會存在所得解并非現(xiàn)有約束條件下最 優(yōu)解的問題，在某些情況下誤差較大，其產(chǎn)生誤差的根本原因在于供電能力求解過程中 計算各主變負(fù)載率時，認(rèn)為同一聯(lián)絡(luò)單元中所有主變負(fù)載率相同，這是不符合實際的。 此外，文獻(xiàn)[1]中提到了建立數(shù)學(xué)模型，并利用優(yōu)化數(shù)據(jù)軟件包LINGO求解供電能力的 思想，這在一定程度上增加了評估配電網(wǎng)供電能力的準(zhǔn)確性。但該論文僅在理論上描述 了評估配電網(wǎng)供電能力的大體思路，與實際應(yīng)用于配電網(wǎng)計算有較遠(yuǎn)的距離，且在評估過程中以變電站為最小單位，計算結(jié)果存在多種可能性，誤差較大。
參考文獻(xiàn)
[1]歐陽武，程浩忠，張秀彬，王一，王建民.城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力評 估方法.高電壓技術(shù)，2009，35(2) 403-407發(fā)明內(nèi)容
為了提高計算精度、符合實際的應(yīng)用，本發(fā)明提供了一種中壓配電網(wǎng)最大供電 能力精確計算方法，所述方法包括以下步驟
(1)以最大供電能力作為目標(biāo)函數(shù)，建立最大供電能力模型；
(2)將所述最大供電能力作為約束條件，以主變負(fù)載率均衡度作為目標(biāo)函數(shù)，建 立主變負(fù)載率均衡度模型；
(3)分析配電網(wǎng)絡(luò)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣；
(4)根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣，將所述最大供電能力模型和所述主變負(fù)載率均衡度 模型轉(zhuǎn)化為可輸入線性規(guī)劃軟件形式的第一最大供電能力模型和第一主變負(fù)載率均衡度 模型；
(5)將所述第一最大供電能力模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，獲取最大供電能力的 最優(yōu)解；
(6)將所述最大供電能力的最優(yōu)解作為所述第一主變負(fù)載率均衡度模型的約束條 件，將所述第一主變負(fù)載率均衡度模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，獲取各主變負(fù)載率最均 衡分配的最優(yōu)解；
(7)通過所述各主變負(fù)載率最均衡分配的最優(yōu)解判斷配電系統(tǒng)在達(dá)到最大供電能 力時的工作模式，其中，工作模式包括主備模式和多聯(lián)絡(luò)模式。
步驟⑴中的所述最大供電能力模型具體為
權(quán)利要求
1.一種中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)以最大供電能力作為目標(biāo)函數(shù)，建立最大供電能力模型；(2)將所述最大供電能力作為約束條件，以主變負(fù)載率均衡度作為目標(biāo)函數(shù)，建立主 變負(fù)載率均衡度模型；(3)分析配電網(wǎng)絡(luò)，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣；(4)根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)矩陣，將所述最大供電能力模型和所述主變負(fù)載率均衡度模 型轉(zhuǎn)化為可輸入線性規(guī)劃軟件形式的第一最大供電能力模型和第一主變負(fù)載率均衡度模 型；(5)將所述第一最大供電能力模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，獲取最大供電能力的最優(yōu)解；(6)將所述最大供電能力的最優(yōu)解作為所述第一主變負(fù)載率均衡度模型的約束條件， 將所述第一主變負(fù)載率均衡度模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，獲取各主變負(fù)載率最均衡分 配的最優(yōu)解；(7)通過所述各主變負(fù)載率最均衡分配的最優(yōu)解判斷配電系統(tǒng)在達(dá)到最大供電能力時 的工作模式，其中，工作模式包括主備模式和多聯(lián)絡(luò)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，步驟(1)中的所述最大供電能力模型具體為 Max TSC = ER1T1
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，步驟(2)中的所述主變負(fù)載率均衡度模型具體為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，步驟 (4)中的所述第一最大供電能力模型具體為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，步驟 (4)中的所述第一主變負(fù)載率均衡度模型具體為
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，步驟 (6)中的所述將所述最大供電能力的最優(yōu)解作為所述第一主變負(fù)載率均衡度模型的約束條 件，將所述第一主變負(fù)載率均衡度模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，獲取各主變負(fù)載率最均 衡分配的最優(yōu)解，具體為將所述最大供電能力的最優(yōu)解作為所述第一主變負(fù)載率均衡度模型的約束條件，將 所述第一主變負(fù)載率均衡度模型輸入所述線性規(guī)劃軟件，當(dāng)所述最大供電能力的最優(yōu)解 不變時，定義主變負(fù)載率向量，獲取所述各主變負(fù)載率最均衡分配的最優(yōu)解。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，所述 主變負(fù)載率向量具體為主變負(fù)載率向量-T = (T1\T2\T3\...，TN∑),其中，Ti為主變i的負(fù)載率；N∑為主變數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，其特征在于，所述 通過所述各主變負(fù)載率最均衡分配的最優(yōu)解判斷配電系統(tǒng)在達(dá)到最大供電能力時的工作 模式具體為當(dāng)各主變負(fù)載率部分為零時，配電網(wǎng)在達(dá)到最大供電能力時工作在主備模式；當(dāng)所 有主變負(fù)載率均大于零時，配電網(wǎng)在達(dá)到最大供電能力時工作在多聯(lián)絡(luò)模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中壓配電網(wǎng)最大供電能力精確計算方法，涉及配電系統(tǒng)配電網(wǎng)指標(biāo)供電能力計算領(lǐng)域，建立以配電網(wǎng)最大供電能力TSC為目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，將計算轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題，運用線性規(guī)劃軟件計算目標(biāo)函數(shù)，即為現(xiàn)有“N-1”約束下的準(zhǔn)確最大供電能力，計算結(jié)果更加精確，是精確的配電網(wǎng)供電能力計算方法，為配電網(wǎng)提供新的量化、理論、評估工具。
文檔編號H02J3/00GK102025153SQ20101058972
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者王成山, 肖峻, 葛少云, 谷文卓, 郭曉丹 申請人:天津大學(xué)