一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法技术

本发明专利技术属于电力系统配电网技术领域，提供一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，该方法是基于改进权重分析法的配电网220kV、110(35)kV、10kV电压等级的全面低电压问题评估方法，并结合电网拓扑结构纵向搜索不同电压层级之间低电压问题的关联，在上一层级问题解决的前提下，修改上一层级的低电压问题节点中的相关指标，并调整关联的下层网络的相关指标；从而理清问题的源头，避免治理项目的重复投资，实现低电压问题的全面评估改善工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法
本专利技术属于电力系统配电网
，具体涉及一种基于网络拓扑关联搜索与改进权重分析法的配电网220kV、110(35)kV、10kV全电压等级低电压评估方法。
技术介绍
随着城市经济的迅猛发展，用电负荷增长很快，同时也使城市配电网低电压问题越来越突出，配电网低电压现象已经严重影响人们生活质量和工厂生产供电，低电压问题已成为当前配电网改造中亟待解决的重要问题。为消除“低电压”的不良现象，科学地开展配电网的规划改造治理，需要针对配电网全面评估低电压问题，从规划、治理等多种渠道解决低电压问题。目前所采取的配电网低电压评估方法，通常针对低电压问题台区开展专项治理，或者只针对特定电压等级基于特定技术指标开展分析评估，缺乏将配电网220kV、110(35)kV、10kV各层级电压等级进行综合关联性考虑，统筹分析低电压问题的评估方法，对于低电压成因的问题源头没有深入梳理，导致低电压问题评估的结论不够全面、深入。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提出一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，克服了配电网低电压评估方法仅限于配电网问题台区或者低电压问题的特定电压等级，提供220kV、110(35)kV、10kV电压等级低电压问题全面横向扫描，并基于配电网网络拓扑在不同电压等级之间纵向搜索，以实现低电压问题的全面评估。本专利技术的目的是通过以下技术措施实现的。本专利专利技术了一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，是基于改进权重分析法的配电网220kV、110(35)kV、10kV电压等级的全面低电压问题评估方法，并结合电网拓扑结构纵向搜索不同电压层级之间低电压问题的关联，在上一层级问题解决的前提下，修改上一层级的低电压问题节点中的相关指标，并调整关联的下层网络的相关指标；从而理清问题的源头，避免治理项目的重复投资。本专利技术方法具体包括以下步骤：(1)根据220kV、110(35)kV、10kV各电压等级实际收集数据构建指标体系；(2)根据配电网的网络结构，形成配电网节点支路关联矩阵；(3)针对给定配电网，采用改进权重评估方法对220kV电压等级进行低电压问题评估，找出该电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的110(35)kV电压等级节点，修改220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联110(35)kV电压等级节点的相关指标；其中，220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标指的是引起该220kV电压等级节点存在低电压问题的指标，关联110(35)kV电压等级的节点的相关指标指的是与前述220kV电压等级的节点所调整指标存在相关性的指标；(4)针对给定配电网110(35)kV电压等级，采用改进权重评估方法对110(35)kV电压等级进行低电压问题评估，找出110(35)kV电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的10kV电压等级节点，修改110(35)kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联10kV电压等级节点的相关指标；(5)采用改进权重评估方法对10kV电压等级进行低电压问题评估，找出10kV电压等级的低电压问题节点并开展对应的治理工作。在上述技术方案中，步骤(1)中所述的指标体系，具体见表1。表1上述表1中的指标，若指标数值越高，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为极大型指标；若指标数值越低，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为极小型指标；若指标数值存在合理区间，且实际数值偏离该区间程度越大，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为区间型指标。利用极值法对220kV、110(35)kV、10kV电压等级的各指标的实际数据进行无量纲与归一化处理，并统一转化为极大型指标。其处理方式如下：对于极小型指标，令x*＝M-x得到该极小型指标对应的极大型指标；式中，M为指标x(实测值)的一个允许上界。例如，本专利技术中，M可以表示为10kV电压等级全部台区中低压馈线最小截面积指标中的最大值(对应表1中指标I13)。对于区间型指标，采用以下公式得到该区间型指标对应的极大型指标。式中[q1,q2]为指标[q1,q2]的最佳稳定区间。例如，本专利技术中，[q1,q2]可以表示变电站容载比合理区间(对应表1中指标I36，I27，I16)：220kV变电站容载比一般取为[1.6,1.9]，35～110kV变电所的容载比一般取为[1.8,2.1]，10kV及以下配电变压器容载比根据实际地区情况进行选取；同理，[q1,q2]还可以表示10kV电压等级中台区三相负荷不平衡率(对应表1中指标I18)：一般取值区间为[0,0.15]。对于极大型指标，令式中，m为指标x的一个允许下界，M为指标x的一个允许上界。例如，本专利技术中，M、m可以分别表示变电站或者台区中出线间隔使用率(对应表1中指标I34，I27，I16)的最大值与最小值；同一变电站或者台区中全部低压馈线中的最大供电半径(对应表1中指标I32，I22，I12)的最大值与最小值；台区中峰期平均负载率(对应表1中指标I17)的最大值与最小值。在上述技术方案中，所述改进权重评估方法的处理方式如下：步骤一，对于配电网低电压评估存在n个指标，对这n个指标两两进行比较，确定比较结果aij并用三标度法建立比较矩阵A，其取值分别为：aij＝0，表示量指标同等重要；aij＝1，表示前者比后者重要；aij＝-1，表示前者不如后者重要，且aii＝0。其比较矩阵如下式：步骤二，求出比较矩阵A的最优传递矩阵B，其传递矩阵如下式：其中，步骤三，将最优传递矩阵B转化为一致性判断矩阵D，其一致性判断矩阵D如下式：其中，dij＝exp{bij}；步骤四，求一致性判断矩阵D的特征向量此处使用方根法求解，方根法求解过程如下：将一致性判断矩阵D中元素按行相乘，得到乘积向量E，乘积向量E中的元素ei为：计算乘积向量E中每个元素ei的i次方根，并组成新向量F，新向量中的元素fi为：将所得向量F归一化即为权重向量W，求得的权重向量矩阵W如下：W＝[w1,w2,...,wi]T所求得的各wi值即为各指标权重。步骤五，计算各指标评分。在步骤(1)中计算得到的x*为一取值范围为[0,1]的小数，根据以下公式即可得到该指标的百分制评分q：q＝100x*步骤六，根据得到的各指标权重与各指标评分，计算二者的乘积和，即得到各层级总评分。计算公式如下：式中，wi为各层级的指标权重，qi为各层级的指标评分，S为对应层级的总评分。其中，当对220kV电压等级进行评估时，n＝6；当对110(35)kV电压等级进行评估时，n＝7；当对10kV电压等级进行评估时，n＝8。步骤七，计算各指标处于正常状态允许临界值时的评分，以此计算各层级正常状态下的允许临界总评分Se，并与对应层级总评分S进行比较。当S≤Se时，可判定该层级正常，无需进行治理；当S＞Se时，判定该层级存在问题，需要进行治理。在上述技术方案中，步骤(2)所述的根据配电网的网络结构，形成配电网节点支路关联矩阵的具体方式如下：首先确定数据录入的形式，此处采用以下的结构体形式：节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)根据220kV、110(35)kV、10kV各电压等级实际收集数据构建指标体系；(2)根据配电网的网络结构，形成配电网节点‑支路关联矩阵；(3)针对给定配电网，采用改进权重评估方法对220kV电压等级进行低电压问题评估，找出该电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的110(35)kV电压等级节点，修改220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联110(35)kV电压等级节点的相关指标；其中，220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标指的是引起该220kV电压等级节点存在低电压问题的指标，关联110(35)kV电压等级的节点的相关指标指的是与前述220kV电压等级的节点所调整指标存在相关性的指标；(4)针对给定配电网110(35)kV电压等级，采用改进权重评估方法对110(35)kV电压等级进行低电压问题评估，找出110(35)kV电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的10kV电压等级节点，修改110(35)kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联10kV电压等级节点的相关指标；(5)采用改进权重评估方法对10kV电压等级进行低电压问题评估，找出10kV电压等级的低电压问题节点并开展对应的治理工作。...

【技术特征摘要】
1.一种基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)根据220kV、110(35)kV、10kV各电压等级实际收集数据构建指标体系；(2)根据配电网的网络结构，形成配电网节点-支路关联矩阵；(3)针对给定配电网，采用改进权重评估方法对220kV电压等级进行低电压问题评估，找出该电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的110(35)kV电压等级节点，修改220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联110(35)kV电压等级节点的相关指标；其中，220kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标指的是引起该220kV电压等级节点存在低电压问题的指标，关联110(35)kV电压等级的节点的相关指标指的是与前述220kV电压等级的节点所调整指标存在相关性的指标；(4)针对给定配电网110(35)kV电压等级，采用改进权重评估方法对110(35)kV电压等级进行低电压问题评估，找出110(35)kV电压等级的低电压问题节点；结合步骤(2)纵向搜索与这些低电压问题节点存在拓扑关联的10kV电压等级节点，修改110(35)kV电压等级的低电压问题节点中的相关指标将改善其评分，并调整关联10kV电压等级节点的相关指标；(5)采用改进权重评估方法对10kV电压等级进行低电压问题评估，找出10kV电压等级的低电压问题节点并开展对应的治理工作。2.根据权利要求1所述的基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，其特征是：步骤(1)中所述的指标体系，具体见表1；若指标数值越高，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为极大型指标；若指标数值越低，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为极小型指标；若指标数值存在合理区间，且实际数值偏离该区间程度越大，对相应层级的电压状态越不利，则定义该指标为区间型指标；利用极值法对220kV、110(35)kV、10kV电压等级的各指标的实际数据进行无量纲与归一化处理，并统一转化为极大型指标。3.根据权利要求1所述的基于网络拓扑关联搜索的配电网低电压评估方法，其特征是所述改进权重评估方法的处理方式如下：步骤一，对于配电网低电压评估存在n个指标，对这n个指标两两进行比较，确定比较结果aij并用三标度法建立比较矩阵A，其取值分别为：aij＝0，表示量指标同等重要；aij＝1，表示前者比后者重要；aij＝-1，表示前者不如后者重要，且aii＝0；其比较矩阵如下式：

【专利技术属性】
技术研发人员：柳春芳，李妍，朱敏捷，梁唐杰，杜明秋，杨晨光，杨秉臻，徐盟，张斌，方玉艺，王崇斌，刘子威，
申请(专利权)人：佛山电力设计院有限公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44