一種配電網運行方式優化方法技術

本發明專利技術提供一種配電網運行方式優化方法，包括：步驟S1，采集配電網運行方式優化相關參數；步驟S2，根據采集的配電網運行方式優化相關參數，構建配電網運行方式優化數學模型；步驟S3，求解所述配電網運行方式數學模型，獲得配電網運行方式優化結果。本發明專利技術在傳統的經濟性、可靠性等優化目標的基礎上增加了運行風險和網架風險兩個目標，運行風險反映了線路和變壓器的運行情況，網架風險反映了發生預想事故后所引起的后果，相比于傳統優化方法更加全面，運行方式優化更為科學合理。

【技術實現步驟摘要】
一種配電網運行方式優化方法
本專利技術涉及電力系統
，尤其涉及一種配電網運行方式優化方法。
技術介紹
電力系統的正常運行方式是指正常計劃檢修方式和按負荷曲線及季節變化的水電大發、火電大發，最大最小負荷和最大最小開機方式，以及抽水蓄能運行工況等可能較長期出現的運行方式。對于配電網來說，正常運行方式通常滿足以下要求：能充分滿足用戶對電能的需求；配電網電網所有設備不出現過負荷和過電壓問題，所有線路的傳輸功率都在限值以內；有符合規定的無功功率備用容量；繼電保護及安全自動裝置配置得當且整定正確；配電網運行符合經濟性要求；配電網結構合理，有較高的可靠性、穩定性和抗事故能力；通信暢通，信息傳送正常。配電網是整個電力系統中與用戶直接聯系、向用戶供應電能和分配電能的重要環節。一旦發生故障或對電力設施設備進行檢修、試驗就會造成系統對用戶供電的中斷。配電網的運行方式是整個配電網絡供電能力及運行特性的集中表現。根據數據統計，用戶發生的停電故障中，有80％以上是由配電網環節的故障造成的。換句話來說，配電網環節對整個電力系統的供電可靠性、安全性以及供電能力等方面影響最大，因此有必要制定合理的配電網運行方式，并在此基礎上實現最優運行。目前配電網運行方式的優化通常考慮安全性、可靠性、經濟性等方面，其存在的主要問題如下：1)雖然考慮到了配電網運行的安全性，但是沒有考慮運行風險，容易導致一些意外事故的發生；2)安全性和可靠性通常僅考慮事故發生概率和事故導致后果的綜合水平，對于一些特殊情況，如發生概率很高但影響較小或者發生概率很小但是后果很嚴重的事故不能很好進行區分，容易導致調度人員的判斷出現失誤，從而引起更嚴重的事故發生；3)目前通常采用網絡重構的方式來對運行方式進行優化，雖然能夠在一定程度上實現對可靠性和經濟性等方面的優化，但是容易導致負荷轉供能力下降引起網架風險增大。出現上述各種問題的原因主要是因為在運行方式優化過程中沒有將運行和網架風險考慮進去，從而導致了配電網運行過程中風險問題的發生，因此制定出一種考慮運行和網架風險的配電網運行方式優化的方法成為了亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于，提供一種配電網運行方式優化方法，全面考慮與配電網運行相關的電能質量、均衡度、經濟性、運行風險和網架風險等各方面因素，在此基礎上構建配電網方式優化的多目標非線性優化模型，并對優化模型進行求解得到最優的運行方式，最終得到的計算結果可以為配電網運行方式優化提供參考和依據。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種配電網運行方式優化方法，包括：步驟S1，采集配電網運行方式優化相關參數；步驟S2，根據采集的配電網運行方式優化相關參數，構建配電網運行方式優化數學模型；步驟S3，求解所述配電網運行方式數學模型，獲得配電網運行方式優化結果。其中，所述步驟S1中配電網運行方式優化相關參數包括：線路阻抗和導納、變壓器阻抗、負荷有功功率和無功功率、節點數目、變壓器數目、線路數目、無功補償容量、用戶數目、用戶的等級因子、線路故障率、線路故障持續時間以及配電網拓撲結構。其中，所述步驟S2中構建的配電網運行方式優化數學模型為一個多目標非線性優化模型，其目標函數包括以下5個子目標：節點電壓偏離程度最小、線路負載均衡程度最優、配電網網損最小、運行風險最小以及網架風險最小。其中，所述步驟S2中構建的配電網運行方式優化數學模型為一個多目標非線性優化模型，其約束條件包括以下6個約束條件：潮流平衡約束、電壓幅值約束、線路潮流約束、變壓器容量約束、無功補償容量約束以及網絡結構約束。其中，所述步驟S2中構建的配電網運行方式優化數學模型為一個多目標非線性優化模型，各子目標利用加權和的形式組合成為一個綜合目標，權重利用層次分析法進行確定或者直接根據實際需求來賦值。其中，所述步驟S3求解所述數學模型獲得配電網運行方式優化結果，具體是指選取合適的算法對建立的多目標非線性優化模型進行求解，最終得到的運行方式優化結果包括線路投運情況、無功補償情況以及各個子目標函數的值。本專利技術實施例的有益效果在于：在傳統的經濟性、可靠性等優化目標的基礎上增加了運行風險和網架風險兩個目標，相比于傳統優化方法更加全面；將運行風險和網架風險納入配電網運行方式優化中，運行風險反映了線路和變壓器的運行情況，網架風險反映了發生預想事故后所引起的后果，使得運行方式優化更為科學合理；利用加權和的形式將多個子目標合成為一個綜合目標，避開了傳統多目標優化問題中繁瑣的討論步驟，使得多目標優化模型求解更加簡便并且更加適用于工程應用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例一種配電網運行方式優化方法的流程示意圖。圖2是本專利技術實施例一種配電網運行方式優化方法的具體流程示意圖。圖3是本專利技術實施例應用的3饋線14節點配電網示意圖。具體實施方式以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本專利技術可以用以實施的特定實施例。請參照圖1所示，本專利技術實施例一提供一種配電網運行方式優化方法，包括：步驟S1，采集配電網運行方式優化相關參數；步驟S2，根據采集的配電網運行方式優化相關參數，構建配電網運行方式優化數學模型；步驟S3，求解所述配電網運行方式數學模型，獲得配電網運行方式優化結果。以下對各步驟進行詳細說明。步驟S1中，所述配電網運行方式優化相關參數，主要包括線路阻抗和導納、變壓器阻抗、負荷有功功率和無功功率、節點數目、變壓器數目、線路數目、無功補償容量、用戶數目、用戶的等級因子、線路故障率、線路故障持續時間以及配電網拓撲結構。步驟S2構建配電網運行方式優化數學模型，該數學模型實質為一個多目標非線性優化模型，其目標函數包括以下5個子目標，如圖2所示：a)節點電壓偏離程度最小將該子目標函數表示為：式中：Vi為第i個節點的電壓幅值(標幺值)；VNi為第i個節點的額定電壓(標幺值)；Nbus為配電網節點數目。b)線路負載均衡程度最優記第k條線路的負載率為βLk，即式中：|ILk|為第k條線路上的電流幅值；ILNk為第k條線路的額定電流大小。將該子目標函數表示為：式中：NL為線路數目；βLk為第k條線路的負載率。c)配電網網損最小將該子目標函數表示為：式中：PGi為第i個電源節點的注入有功功率；PDj為第j個負荷節點的有功負荷大小；ΩG和ΩD分別為電源節點和負荷節點的集合。d)運行風險最小將該子目標函數表示為：式中：nLO為負載率超過80％的線路數目；nTO為負載率超過80％的變壓器數目。e)網架風險最小將該子目標函數表示為：式中：為第k起預想事故發生后的能量損失率；為第k起預想事故發生后的用戶時戶數損失率；為第k起預想事故的發生概率，此處的預想事故僅考慮單條線路故障的情況；ΩF為預想事故集合。能量損失率、用戶時戶數損失率和預想事故的發生概率利用如下的式(7)-式(9)進行計算：式中：為第k起預想事故發生后所有損失的用戶數；NSC為系統總用戶數；為第i個損失用戶的容量；為系統第j個用戶的容量；為第i個被切除用戶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種配電網運行方式優化方法，包括：步驟S1，采集配電網運行方式優化相關參數；步驟S2，根據采集的配電網運行方式優化相關參數，構建配電網運行方式優化數學模型；步驟S3，求解所述配電網運行方式數學模型，獲得配電網運行方式優化結果。

【技術特征摘要】
1.一種配電網運行方式優化方法，包括：步驟S1，采集配電網運行方式優化相關參數；步驟S2，根據采集的配電網運行方式優化相關參數，構建配電網運行方式優化數學模型；步驟S3，求解所述配電網運行方式數學模型，獲得配電網運行方式優化結果。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中配電網運行方式優化相關參數包括：線路阻抗和導納、變壓器阻抗、負荷有功功率和無功功率、節點數目、變壓器數目、線路數目、無功補償容量、用戶數目、用戶的等級因子、線路故障率、線路故障持續時間以及配電網拓撲結構。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中構建的配電網運行方式優化數學模型為一個多目標非線性優化模型，其目標函數包括以下5個子目標：節點電壓偏離程度最小、線路負載均衡程度最優、配電網網損最小、運行風險最小以及...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李揚，潘凱巖，周名煜，白恒遠，鄭曉輝，譚大帥，王承民，謝寧，呂倩，趙友國，
申請(專利權)人：深圳供電局有限公司，東方電子股份有限公司，上海博英信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44