基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，具有如下步骤：(1)配电网连接关系简化，生成简化配电网络，简化配电网络包含主馈线连接节点；(2)主馈线连接节点的最小割集求取；(3)逐一假设简化配电网络中的元件故障，分析负荷转移情况；(4)计算馈线段正常运行时的允许负荷量；(5)取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，计算得到主馈线最大供电能力。使用本发明专利技术的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，可以获得更具科学性和准确性的馈线电能传输情况，有利于发现存在过负荷风险的馈线段以及在故障发生后限制电能传输的薄弱环节。

【技术实现步骤摘要】
基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法
本专利技术涉及的是用于计算主馈线最大供电能力的分析方法，属于配电网最大供电能力计算的范畴。
技术介绍
配电网作为电网中直接关系到工业生产、社会生活的基础设施部分，一直受到广泛的关注。国家能源局于2015年发布了《配电网建设改造行动计划(2015-2020年》(以下简称《行动计划》)，该计划明确提出，2015-2020年，配电网建设改造投资不低于2万亿元，到2020年，中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高，供电可靠率达到99.99％，用户年均停电时间不超过1小时，供电质量达到国际先进水平；城镇地区供电能力及供电安全水平显著提升，供电可靠率达到99.88％以上，用户年均停电时间不超过10小时；乡村及偏远地区全面解决电网薄弱问题，基本消除长期“低电压”，有效保障民生。面对未来巨大的资金投入,如何既考虑当前的需要和可能,又惠及长远的发展,合理有效地利用资金和资源，提高配电网的供电可靠性，降低配电网的运行风险，实现配电网的精益化管理,取得整个社会的效益最大是当前需要重点关注的问题。目前最小割集算法仅用于可靠性分析中，但是对开环运行的辐射状配电网而言，还未有利用最小割集分析供电能力的先例。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对配电网精细化改造，提出一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，具有如下步骤：(1)配电网连接关系简化，生成简化配电网络，简化配电网络包含主馈线连接节点；(2)主馈线连接节点的最小割集求取；(3)逐一假设简化配电网络中的元件故障，分析负荷转移情况；(4)计算馈线段正常运行时的允许负荷量；(5)取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，计算得到主馈线最大供电能力。所述步骤(1)中配电网连接关系简化具体为：在配电网中对负荷分支或带有众多负荷分支的分支馈线进行约简，得到只含主馈线及开关元件的简化配电网络；约简方法为：将分支上的所有负荷累加，并将总负荷值作为连接节点的负荷属性值，将负荷属性值保存到所连的主馈线连接节点中同时删去该分支。所述步骤(2)中主馈线连接节点的最小割集求取具体为：利用最小割集算法对含有负荷属性值的主馈线连接节点进行割集计算，获得所有连接节点的最小割集及备用最小割集。所述步骤(3)中分析负荷转移情况具体为：逐次假设简化配电网络中的某一元件作为故障对象，分析故障元件在所有主馈线连接节点割集中的信息，若故障元件在连接节点的最小割集内则该节点为负荷待转移节点，将节点放入待转集合Z中；若故障元件在连接节点备用割集内则该节点为负荷不可转节点，将节点放入不可转集合NZ中；对待转集合Z与不可转集合NZ取一个差集，得到故障下的可转节点CZ，计算公式如下：φ(CZ)＝φ(Z)-φ(NZ)。所述步骤(4)中计算馈线段正常运行时的允许负荷量具体为：根据可转节点信息，代入节点的负荷属性值，得到各条主馈线段在故障转移状态下的负荷量以及总的待转负荷量Psum，记第i段的负荷量为Li，读入馈线段i的最大允许容量MAXi，在各条馈线段容量约束以及备用电源所提供的剩余容量约束的条件下，分析待转移负荷是否满足约束；约束条件如下式：式中，BS为备用电源的剩余容量；若不满足约束则先将离备用电源最远的负荷切除，直到满足所有约束条件；这样得到每段馈线实际的流经负荷量ZLi，然后计算馈线段正常运行时的允许负荷量为SLi，SLi＝MAXi-ZLi。所述步骤(5)中计算得到主馈线最大供电能力具体为：取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，从线路末端往前计算连接节点的最大允许负荷，累加所有连接节点处的负荷得到主馈线最大供电能力。本专利技术的有益效果是：使用本专利技术的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，利用电网中已有的线路、开关等元件参数，在单一元件故障的前提下，对配电网主馈线段进行转供分析，在此基础上计算主馈线段的最大允许负荷量，可以获得更具科学性和准确性的馈线电能传输情况，从而有利于全面地考察不同馈线段的负载情况，有利于发现存在过负荷风险的馈线段以及在故障发生后限制电能传输的薄弱环节，有针对性地改造配电网，提高系统的整体可靠性。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法的整体流程；图2是本专利技术的故障下负荷转供情况分析流程。具体实施方式如图1所示，一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，具有如下步骤：(1)配电网连接关系简化，生成简化配电网络，简化配电网络包含主馈线连接节点；(2)主馈线连接节点的最小割集求取；(3)逐一假设简化配电网络中的元件故障，分析负荷转移情况；(4)计算馈线段正常运行时的允许负荷量；(5)取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，计算得到主馈线最大供电能力。所述步骤(1)中配电网连接关系简化具体为：在配电网中对负荷分支或带有众多负荷分支的分支馈线进行约简，得到只含主馈线及开关元件的简化配电网络；约简方法为：将分支上的所有负荷累加，并将总负荷值作为连接节点的负荷属性值，将负荷属性值保存到所连的主馈线连接节点中同时删去该分支。配电网单线图或CIM模型等表征网络拓扑连接关系的图形数据均包含着配电网所有的连接关系，而在最大供电能力计算中，接入配变或其他负载设备的分支线并不会影响整个系统供电能力的分析，因此先简化配电网。所述步骤(2)中主馈线连接节点的最小割集求取具体为：利用最小割集算法对含有负荷属性值的主馈线连接节点进行割集计算，获得所有连接节点的最小割集及备用最小割集。根据系统工程中的割集理论，利用最小割集算法可以找到导致配电网待分析点失效的故障模式，又由于配电网多为闭环设计开环运行，对连接节点而言，从电源点到连接节点的通道往往只有一条，一旦通道中的任意元件停运，连接节点就不能连续供电，也就是节点处的所有负荷均失去电源，因此通道中的所有元件组成该节点的最小割集。将来自电网PMS系统的配电网络拓扑连接数据、元件参数信息等相结合，利用最小割集算法既可求取待求点到主电源点的连接通路又可分析待求点至备用电源点的转移通路情况。如图2所示，所述步骤(3)中分析负荷转移情况具体为：逐次假设简化配电网络中的某一元件作为故障对象，分析故障元件在所有主馈线连接节点割集中的信息，若故障元件在连接节点的最小割集内则该节点为负荷待转移节点，将节点放入待转集合Z中；若故障元件在连接节点备用割集内则该节点为负荷不可转节点，将节点放入不可转集合NZ中；对待转集合Z与不可转集合NZ取一个差集，得到故障下的可转节点CZ，计算公式如下：φ(CZ)＝φ(Z)-φ(NZ)。所述步骤(4)中计算馈线段正常运行时的允许负荷量具体为：根据可转节点信息，代入节点的负荷属性值，得到各条主馈线段在故障转移状态下的负荷量以及总的待转负荷量Psum，记第i段的负荷量为Li，读入馈线段i的最大允许容量MAXi，MAXi从PMS系统中读入，在各条馈线段容量约束以及备用电源所提供的剩余容量约束的条件下，分析待转移负荷是否满足约束；约束条件如下式：式中，BS为备用电源的剩余容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，其特征在于：具有如下步骤：(1)配电网连接关系简化，生成简化配电网络，简化配电网络包含主馈线连接节点；(2)主馈线连接节点的最小割集求取；(3)逐一假设简化配电网络中的元件故障，分析负荷转移情况；(4)计算馈线段正常运行时的允许负荷量；(5)取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，计算得到主馈线最大供电能力。

【技术特征摘要】
1.一种基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，其特征在于：具有如下步骤：(1)配电网连接关系简化，生成简化配电网络，简化配电网络包含主馈线连接节点；(2)主馈线连接节点的最小割集求取；(3)逐一假设简化配电网络中的元件故障，分析负荷转移情况；(4)计算馈线段正常运行时的允许负荷量；(5)取所有情况下的馈线段的最小允许负荷量作为该馈线段的最大允许负荷量，计算得到主馈线最大供电能力。2.根据权利要求1所述的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，其特征在于：所述步骤(1)中配电网连接关系简化具体为：在配电网中对负荷分支或带有众多负荷分支的分支馈线进行约简，得到只含主馈线及开关元件的简化配电网络；约简方法为：将分支上的所有负荷累加，并将总负荷值作为连接节点的负荷属性值，将负荷属性值保存到所连的主馈线连接节点中同时删去该分支。3.根据权利要求1所述的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中主馈线连接节点的最小割集求取具体为：利用最小割集算法对含有负荷属性值的主馈线连接节点进行割集计算，获得所有连接节点的最小割集及备用最小割集。4.根据权利要求1所述的基于最小割集算法的主馈线最大供电能力分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中分析负荷转移情况具体为：逐次假设简化配电网络中的某一元件作为故障对象，分析故障元件在所有主馈线连接节点割集中的信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉，李伟伦，贲树俊，黄霆，徐晓轶，吉宇，季晨宇，张乐，张敏，杨鸣，袁健华，叶颖杰，潘海玲，钱天能，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32