【技术实现步骤摘要】
一种面向供电能力提升的配电网双层扩展规划方法
本专利技术涉及电力系统的配电网扩展规划
,提出了一种考虑供电能力提升的配电网双层扩展优化规划方法。
技术介绍
配电网是城市基础设施的重要组成部分,对城市的供电安全有着举足轻重的作用。为了保证配电网的可靠性与安全性,传统配电网的规划都是按照变压器容载比设计的,并且容载比的取值都较大,使得配电网的部分配电设备在大部分时间内负载率都比较低,但是由于负载分配不均,往往又会有部分线路和设备的负载率较高,重载运行时间较长,使得配电网的经济性较差。因此本专利技术提出了一种可以在不影响电网可靠性的程度上尽可能提高电网供电裕度和设备利用率的规划方法,从而提高了配电网的经济性。该方法通过建立基于最大供电能力的配电网扩展规划模型将扩展规划分为两层,第一层模型以经济性指标(网损率)和网络风险系数作为目标对配电网新增区域进行布线规划;第二层模型以经济性指标和供电能力作为目标,用于包含原始网架结构和新增网架结构的配电网整体的优化规划和配电网间联络的优化。两层模型相互联系、相辅相成,可以为现有配电网提供合理有效的规划方案。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种面向供电能力提升的配电网双层扩展规划方法。该方法在现有配电网的基础上,通过对网架结构和负荷特性的分析,在考虑综合布线方式和新增供电区域和原有供电区域之间的联系等问题的基础上,实现配电网网架的扩展。本专利技术的目标主要通过以下技术方案实现,具体步骤为:步骤一:获取电网的网架结构、典型负荷日的负荷,新增供电区负荷密度等数据,结合收集的数据对配电网进行现状分析。步骤二:对电网 ...
【技术保护点】
1.一种考虑供电能力提升的配电网双层扩展优化规划方法,其特征在于:所述方法包括以下几个步骤:步骤一:获取电网的网架结构、典型负荷日的负荷,新增供电区负荷密度等数据,结合收集的数据对配电网进行现状分析;步骤二:对电网的负荷进行中长期的负荷预测,通过分析新增供电区域的负荷水平、地理、气候、交通等信息确定新建变电站的位置和容量;步骤三:综合考虑新增供电区域的供电可靠性和负荷分布的均衡性,以经济性指标和网络风险系数作为目标对新增供电区域建立第一层网架结构优化模型;步骤四:生成网络距离关系矩阵D;步骤五:采用快速非支配排序遗传算法对第一层网架结构优化模型求解;步骤六:从步骤五的求解结果中选择最优解建立新的网架结构,计算可靠性指标和供电能力;步骤七:以新增网架结构和原始网架结构为对象建立以经济性指标和供电能力为目标的优化模型,在不同供电区域之间建立联络;步骤八:采用快速非支配排序遗传算法对第二层模型求解;步骤九:达到收敛条件后,输出最优解,即最终的规划方案。
【技术特征摘要】
1.一种考虑供电能力提升的配电网双层扩展优化规划方法,其特征在于:所述方法包括以下几个步骤:步骤一:获取电网的网架结构、典型负荷日的负荷,新增供电区负荷密度等数据,结合收集的数据对配电网进行现状分析;步骤二:对电网的负荷进行中长期的负荷预测,通过分析新增供电区域的负荷水平、地理、气候、交通等信息确定新建变电站的位置和容量;步骤三:综合考虑新增供电区域的供电可靠性和负荷分布的均衡性,以经济性指标和网络风险系数作为目标对新增供电区域建立第一层网架结构优化模型;步骤四:生成网络距离关系矩阵D;步骤五:采用快速非支配排序遗传算法对第一层网架结构优化模型求解;步骤六:从步骤五的求解结果中选择最优解建立新的网架结构,计算可靠性指标和供电能力;步骤七:以新增网架结构和原始网架结构为对象建立以经济性指标和供电能力为目标的优化模型,在不同供电区域之间建立联络;步骤八:采用快速非支配排序遗传算法对第二层模型求解;步骤九:达到收敛条件后,输出最优解,即最终的规划方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑供电能力提升的配电网双层扩展优化规划方法,其特征在于:步骤三中所建立的模型为:min(Closs)(2)min(Crisk)(3)其中(1)、(2)和(3)为目标函数;式(1)为新建线路和开关的投资费用;Ci为第i条新建线路的长度,β为将开关换算成线路的常数因子,即将新装开关的投资换算成相同投资下新建线路的长度,该值由要进行换算的开关型号和线路型号决定;Y为加装开关的总个数;Closs为配电网的网损;Crisk为配电网的网络风险指数;D1为代建线路的集合;D2为原有线路的集合;D3为所有节点的集合;ΔPi和ΔQi为第i条线路的有功线损和无功损耗;c(k)为节点k所在层数;Pk和Qk为节点k的有功负荷和无功负荷;考虑配电网的实际情况,模型的约束条件为节点电压约束,功率约束和电流约束,此外还应满足配电网网络的连通性约束和辐射状约束,式(6)所示;式中:Pil、Qil为节点i的流出功率,Pi∞、Qi∞为同一条线路上i节点下游所有节点所带的负荷和,Plossi∞、Qlossi∞为i节点下游所产生的网损之和;Ui为节点i的电压,Iijma为线路i-j段容许的最大电流,Umin和Umax分别为规定的最低和最高电压;G为第m台变压器母线上各馈线的出口节点集合,Smmax为第m台变压器的最大容量;第三个公式代表各线段流过的容量不能超过它的最大允许电流;第四个公式代表各节点的电压要在规定范围内,第五个公式代表每台变压器流出功率不能超过它的容量。3.根据权利要求1所述的一种考虑供电能力提升的配电网双层扩展优化规划方法,其特征在于:在建立步骤三的模型前需要事先以负荷节点和变电站节点之间的距离远近作为依据对所有节点进行分层;式(5)中ci(k)是表示由第i个变电站供电的k节点所在的层数,Crisk可以表征配电网的可靠性和负荷分布的均衡性,配电网的停电损失和其具有线性相关的关系;规定变电站为第0层节点,直接与变电站相连的节点为...
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