一种配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化方法技术
An optimization method for upgrading conventional substation to intelligent substation in distribution network
Smart Substation represents the development trend of substation technology, and is an important part of smart grid. The configuration of Smart Substation plays an important role in the system security and economic operation, and it is an important issue to be studied. Under this background, the optimization strategy of upgrading conventional substation to intelligent substation in distribution network is proposed. First of all, the update cost and the outage loss and minimizing in Smart Substation, considering the system average interruption time and the average value of the power is insufficient two reliability index does not exceed a given threshold constraints, the construction of intelligent substation in power distribution system optimization model. After that, a fault clearing model for power distribution system faults is developed, and a more accurate method to evaluate the outage time is put forward. Then, a linear mixed integer linear programming model of substation intelligent upgrade problem is obtained by linearizing the user outage time and the outage cost function, and the efficient business solver is used to solve the problem.
【技术实现步骤摘要】
一种配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化方法
本专利技术属于智能电网领域，特别涉及一种配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化方法。
技术介绍
代表变电站技术发展趋势的智能变电站是智能电网的重要组成部分。智能变电站的配置对系统安全与经济运行具有重要影响。采用智能变电站可明显减少事故停电时间。在国家电网公司发布的企业标准《智能变电站技术导则》中,给出了智能变电站的明确定义，不过国际上尚没有公认的、统一的定义。无论如何,智能变电站在智能电网建设中的核心地位在电力系统领域中已得到广泛认可。智能变电站具有较高的自动化水平,可以有效改善供电安全性、可靠性、经济性和电能质量。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中变电站智能化升级问题。首先,以变电站智能化升级成本和用户停电损失之和最小化为目标函数,考虑系统平均停电时间和电量不足平均值这两个可靠性指标不超过给定阈值等约束条件,构建了配电系统中变电站的智能化升级优化模型。之后,发展了针对配电系统故障的故障清除模型,提出了评估用户停电时间的比较准确的方法。接着,对用户停电时间和用户停电损失函数进行线性化处理,得到变电站智能化升...
【技术保护点】
一种配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，构造变电站智能化升级的优化模型，所述的变电站智能化升级的优化模型以最小化变电站智能化升级成本和用户停电损失期望值为目标函数，以系统平均停电时间和电量不足平均值这两个可靠性指标不超过给定阈值等约束条件。步骤S2，构建了故障清除模型，其针对线路故障条件并以最小化电量不足期望值为目标，用于确定故障区内候选故障线路的最优检测顺序。步骤S3，采用分段线性函数描述用户停电损失，并通过引入辅助变量将其线性化处理，即转化为包括一个等式和若干不等式的线性模型，并对停电时间进行线性化处理，最终将所提出的配电网...
【技术特征摘要】
1.一种配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，构造变电站智能化升级的优化模型，所述的变电站智能化升级的优化模型以最小化变电站智能化升级成本和用户停电损失期望值为目标函数，以系统平均停电时间和电量不足平均值这两个可靠性指标不超过给定阈值等约束条件。步骤S2，构建了故障清除模型，其针对线路故障条件并以最小化电量不足期望值为目标，用于确定故障区内候选故障线路的最优检测顺序。步骤S3，采用分段线性函数描述用户停电损失，并通过引入辅助变量将其线性化处理，即转化为包括一个等式和若干不等式的线性模型，并对停电时间进行线性化处理，最终将所提出的配电网中常规变电站升级为智能变电站的优化模型描述为混合整数线性规划模型。2.根据权利要求1所述优化方法，其特征在于，所述变电站智能化升级的优化模型如下：式中:Sf和Sk分别表示馈线集合和用户类别集合；和分别表示由馈线f供电的变电站集合、候选的智能变电站集合和线路集合，CEIC表示用户停电损失期望值；COU表示总投资费用；COM表示运维费用；和分别表示改造位于馈线f上的变电站s所需设备的购买成本与安装成本；表示馈线f上智能变电站s的运维成本，λf,l表示馈线f上线路l发生故障的概率；pf,s,k表示由馈线f上的变电站s供电的第k类用户的功率；ts,f,l为因馈线f上线路l发生故障导致变电站s的供电区域内的用户停电时间；fk(t)表示停电时间为t时第k类用户的停电损失函数；Xf,s为状态变量,取1时表示馈线f上的变电站s需改造为智能变电站,取0时表示不需要改造；X为由Xf,s组成的状态变量矩阵；SAIDI(X)表示配电系统的SAIDI指标值关于状态变量矩阵X的函数；表示SAIDI指标的阈值；AENS(X)表示配电系统的AENS指标值关于状态变量矩阵X的函数；表示电量不足平均值的阈值；Nf,s表示由馈线f上的变电站s供电的用户数量；式(2)和式(4)分别表示SAIDI和AENS的取值均不能大于配电系统所允许的阈值，各自的阈值由监管机构确定或由配电系统运行机构按照相关的监管条例确定，式(3)和式(5)分别为SAIDI和AENS的计算公式。3.根据权利要求2所述优化方法，其特征在于，提出所述故障清除模型，所述故障清除模型以给定故障区z中电量不足期望值最小为目标的，其可描述为：式中:表示区z中有故障线路存在时的电量不足期望值；Υz为区z中线路故障率向量；Dz是变量矩阵,用于确定区z中候选故障线路的检测顺序,当其元素Dz,l,t取1和0时分别表示在时刻t检测和不检测线路l；Gz是辅助上三角矩阵,其上三角元素均为1,下三角元素均为0；表示在区z中按照矩阵Dz顺序检测时,检测到故障线路所需时间的向量；指在区z中检测候选故障线路所需时间的向量；指在区z中修复候选故障线路所需时间的向量；指在区z中故障线路修复后为故障区z恢复供电所需时间的向量；pz表示区z中的总负荷，此外，还需要满足以下约束条件：1)任一候选故障线路只被检测一次，该约束可描述为式中:Tz表示检测故障区z内所有线路所需时间；表示由馈线f供电的区z内的线路集合，2)在任意时间t,只检测一条候选故障线路，该约束可描述为式中:nz表示区z内的线路数，通过求解式(7)-式(9),可得故障区域内候选故障线路的最优检测顺序，进而可求得用户停电时间：式中:是由馈线f供电的故障区z内的变电站集合；和分别表示故障区z上游和下游的变电站集合，是断开与故障区z位置最近的上游分段开关所需时间；是断开与故障区z最近的下游分段开关以及闭合连接馈线f的联络开关所需时间之和；tz是检测、修复故障区z中的故障线路所需时间与故障线路修复之后为区z内用户恢复供电所需时间之和,由前面介绍的故障清除模型可知,tz等于其中向量中仅线路l对应的元素为1,其余元素均为0，如果变电站s不是由馈线f供电,则馈线f上的线路l发生故障不会对变电站s的电力供应产生影响；如果变电站s由馈线f供电且位于故障区z的上游区域或下游区域,则用户停电时间分别为和如果变电站s恰好位于故障区z中,则停电时间为故障区z的上游区域和下游区域分别指z与其所在馈线的始端和末端之间的变电站和线路所构成的区域。4.根据权利要求3所述优化方法，其特征在于，将式(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭嫣，孙磊，齐峰，向丽玲，龙霏，林振智，文福拴，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，浙江大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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