配電網(wǎng)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)管理的技術(shù)領(lǐng)域，具體的是，一種配電網(wǎng)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得用戶的用電需求不斷增長，對電力企業(yè)的 供電能力、供電質(zhì)量以及供電可靠性的要求也越來越高，電力企業(yè)只有通過自身不斷的發(fā) 展，才能滿足日益增長的電能需求。電力系統(tǒng)是國家基礎(chǔ)性行業(yè)，電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展水平不僅 影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還涉及到一次能源的消耗以及巨額投資，進(jìn)行合理的規(guī)劃不但能 夠減少資源的浪費(fèi)，還能獲得巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其他行業(yè)的健康發(fā)展；反之，如 果規(guī)劃不合理或規(guī)劃失誤，將會給國家?guī)砭薮蟮膿p失。長期以來，我國的電網(wǎng)規(guī)劃工作總 是落后于電源規(guī)劃工作，許多地區(qū)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱以及規(guī)劃的不合理，導(dǎo)致地方有電送不 出、地區(qū)嚴(yán)重缺電的現(xiàn)象發(fā)生；甚至還出現(xiàn)由于局部電網(wǎng)出現(xiàn)故障引發(fā)大面積長時間停電 的重大系統(tǒng)事故；在這種情況下，原有的電網(wǎng)規(guī)劃工作正在經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗，迫使電力部 門不得不在電網(wǎng)規(guī)劃工作上尋找更有效的途徑和方法。隨著電能需求的增加以及我國社會 主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使得市場機(jī)制下的電力企業(yè)面臨著激烈的競爭，實(shí)現(xiàn)電力資源 的優(yōu)化配置已然成為了電力企業(yè)改革和發(fā)展的必然趨勢，從而開展配電網(wǎng)優(yōu)化研宄的意義 和重要性不言而喻。
[0003] 配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是電力系統(tǒng)運(yùn)行的集中反映，它的主要任務(wù) 是把電源或輸電網(wǎng)獲得的電能直接分配給不同電壓等級的用戶。配電網(wǎng)優(yōu)化是一個動態(tài)、 多目標(biāo)、不確定性以及非線性的整數(shù)規(guī)劃問題，常規(guī)方法難以有效解決問題；通過科學(xué)合理 的配電網(wǎng)優(yōu)化工作，不僅可以優(yōu)化配電線路走向，還可以提高整個社會的用電效益；此外， 對配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃可以降低系統(tǒng)的損耗及增加電網(wǎng)的運(yùn)行效率，也可以科學(xué)的確定變電 站的容量、位置和供電范圍，達(dá)到系統(tǒng)有效運(yùn)行管理的要求。配電網(wǎng)優(yōu)化可以大大提高系統(tǒng) 的運(yùn)行可靠性，是提高系統(tǒng)投資效益的最有效途徑，配電網(wǎng)優(yōu)化的合理性直接影響著配電 網(wǎng)自動化設(shè)施的投資效益，是配電自動化實(shí)施的前提和基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理的配電網(wǎng)優(yōu)化具有 非常重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種配電網(wǎng)優(yōu)化方法，包括主干線布線確定、負(fù)荷連接的確定、供電網(wǎng)絡(luò)的布局以 及配電網(wǎng)優(yōu)化算法。
[0005] 在進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃時，首先收集資料，包括負(fù)荷大小、負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)、物理約束。變電 站（即電源）設(shè)在規(guī)劃區(qū)域的負(fù)荷中心，然后根據(jù)物理約束和負(fù)荷密度將規(guī)劃供電區(qū)域劃 分為多個較小供電區(qū)域（以下簡稱小分區(qū)），在每個小分區(qū)內(nèi)引出一條主干線形成輻射式 網(wǎng)，對該小分區(qū)負(fù)荷供電。為了保證各個小分區(qū)內(nèi)的負(fù)荷用電的可靠性，各小區(qū)域的總負(fù)荷 矩要盡量接近，而且各個負(fù)荷點(diǎn)的電壓降落要求在允許的范圍內(nèi)，設(shè)小分區(qū)內(nèi)任意負(fù)荷點(diǎn) 的電壓降落為AU，則： AUSKp AUal 式中，l為系數(shù)，根據(jù)負(fù)荷轉(zhuǎn)移情況確定；AU為任意負(fù)荷點(diǎn)的電壓降落，kV;AUal為規(guī) 劃網(wǎng)絡(luò)允許的電壓降落，單位為kV。
[0006]分別對每個小分區(qū)的電源點(diǎn)和負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行初始編號，根據(jù)物理約束及負(fù)荷密度將 各小分區(qū)劃分成幾個小分塊，根據(jù)各小分塊距離電源點(diǎn)的相對位置依次形成各個小分塊內(nèi) 網(wǎng)架，然后實(shí)現(xiàn)相鄰區(qū)域的拉手。
[0007] 主干線的確定： 1)不考慮物理約束 主干線的位置會影響網(wǎng)絡(luò)的損耗和電壓降落，而負(fù)荷矩直接影響網(wǎng)絡(luò)的損耗和電壓降 落，因此主干線的位置根據(jù)負(fù)荷矩來確定。對于某個小分區(qū)，過其各個小分塊的首節(jié)點(diǎn)，作 直線y=kx，使得各負(fù)荷點(diǎn)至該直線負(fù)荷矩F最小，即
【主權(quán)項】
1. 一種配電網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括主干線布線確定、負(fù)荷連接的確定、供電網(wǎng) 絡(luò)的布局以及配電網(wǎng)優(yōu)化算法。
2. -種如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，在進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃時，首先收 集資料，包括負(fù)荷大小、負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)、物理約束，變電站設(shè)在規(guī)劃區(qū)域的負(fù)荷中心，然后根 據(jù)物理約束和負(fù)荷密度將規(guī)劃供電區(qū)域劃分為多個較小供電區(qū)域，即小分區(qū)，在每個小分 區(qū)內(nèi)引出一條主干線形成輻射式網(wǎng)，對該小分區(qū)負(fù)荷供電，各小區(qū)域的總負(fù)荷矩要盡量接 近，而且各個負(fù)荷點(diǎn)的電壓降落要求在允許的范圍內(nèi)，設(shè)小分區(qū)內(nèi)任意負(fù)荷點(diǎn)的電壓降落 為 AU，則：AUS K1. AUai 式中，K1為系數(shù)，根據(jù)負(fù)荷轉(zhuǎn)移情況確定；AU為任意負(fù)荷點(diǎn)的電壓降落，kV ; AUal為規(guī) 劃網(wǎng)絡(luò)允許的電壓降落，單位為kV， 分別對每個小分區(qū)的電源點(diǎn)和負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行初始編號，根據(jù)物理約束及負(fù)荷密度將各 小分區(qū)劃分成幾個小分塊，根據(jù)各小分塊距離電源點(diǎn)的相對位置依次形成各個小分塊內(nèi)網(wǎng) 架，然后實(shí)現(xiàn)相鄰區(qū)域的拉手。
3. -種如權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，主干線布線的確定具體為： 1) 不考慮物理約束 主干線的位置會影響網(wǎng)絡(luò)的損耗和電壓降落，而負(fù)荷矩直接影響網(wǎng)絡(luò)的損耗和電壓降 落，因此主干線的位置根據(jù)負(fù)荷矩來確定，對于某個小分區(qū)，過其各個小分塊的首節(jié)點(diǎn)，作 直線y = kx，使得各負(fù)荷點(diǎn)至該直線負(fù)荷矩F最小，即
式中，F(xiàn)為各負(fù)荷點(diǎn)至該直線的總負(fù)荷矩，kW · m ;Xi、yi分別為負(fù)荷點(diǎn)i的橫坐標(biāo)和縱 坐標(biāo)，m七為負(fù)荷點(diǎn)i的有功功率，kW ;k為直線的斜率， 求解上式無約束最優(yōu)化問題得k值，直線y = kx為小分塊初始主干線的位置， 2) 考慮物理約束 對于需要考慮物理約束及沿道路布線時，根據(jù)實(shí)際的情況確定出滿足物理約束的中 間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)這些中間節(jié)點(diǎn)自動形成主干線，當(dāng)小分區(qū)內(nèi)的各小分塊的主干線都確定后，可 以將相鄰小分塊的主干線連接在一起，首尾依次相接，形成小分區(qū)的主干線。
4. 一種如權(quán)利要求3所述的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，負(fù)荷連接的確定具體為： 以路徑最短和損耗最小為原則連接各負(fù)荷點(diǎn)，定義在連接負(fù)荷點(diǎn)過程中所產(chǎn)生的新交叉 點(diǎn)為中間節(jié)點(diǎn)；電源點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，電源點(diǎn)、負(fù)荷點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)均稱為節(jié)點(diǎn)，首先計算各負(fù) 荷點(diǎn)至小分塊主干線的距離以及負(fù)荷點(diǎn)之間的距離，根據(jù)其距離依次連接各負(fù)荷，設(shè)小 分塊內(nèi)所有負(fù)荷點(diǎn)的集合為U，其主干線兩側(cè)的區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷點(diǎn)集合分別為UdP U2，即U = U1U U2，首先處理集合U1，設(shè)U1中總負(fù)荷點(diǎn)數(shù)SN1，對于任意的