一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置，首先依据预设终端配置函数和信息素浓度矩阵来产生对已知配电网的开关设备或环网单元的若干种馈线自动化终端配置方案，然后分别计算这若干种馈线自动化终端配置方案的供电可靠性、总投资费用和目标函数值，从局部最优解出发更新信息素浓度矩阵，如此循环迭代，最终收敛于全局最优解，得到使得目标函数值最小的馈线自动化终端配置方案，综合考虑了配电网的供电可靠性和经济成本，达到了寻找最优解的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置
本专利技术涉及配电网二次系统配置
，尤其涉及一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置。
技术介绍
配电网是连接输电网和用户之间的桥梁，其供电可靠性直接影响着国民经济的发展和人民生活水平的提升。配电自动化(DistributionAutomation,DA)技术是提高配电网供电可靠性和供电质量的重要手段，也是智能电网的重要组成部分。配电网自动化系统一般由配电主站、配电子站和配电终端组成，其中，配电终端是配电网自动化系统基本组成单元。不同种类的配电终端由于其功能不一样，对配电网供电可靠性的提高程度也不一样。馈线自动化作为配电自动化的重要内容，通过在开关设备或环网单元上配置一遥终端、二遥终端、三遥终端，实现对开关设备和环网单元的监测与控制，并减少完成故障定位、故障隔离和转供的时间，提高配电网供电可靠性。一遥终端，即故障指示器，具有减少工作人员巡线排查线路故障点的时间的作用；二遥终端，具有遥信和遥测功能，能在线路发生故障时测量该开关设备或环网单元的电流、电压等系统状态量，并上传至配电子站或配电主站，帮助工作人员远程确定故障点所在的范围；三遥终端，具有遥信、遥测和遥控功能，除了具备二遥终端的作用，三遥终端还能使工作人员远程操控开关。可以设想，若所有开关均配置三遥终端，那么该配置方案将会是所有馈线自动化终端配置方案中使得配电网供电可靠性最高的一种，但其经济性却没有得到充分的考虑。因此，本专利技术综合考虑了配电网的供电可靠性和经济成本，提出一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种配电网馈线自动化终端配置方法及装置，综合考虑配电网的供电可靠性和经济成本，提出了寻找配电网的最优馈线自动化终端配置方案的方法。本专利技术提供了一种配电网馈线自动化终端配置方法，包括：S1、初始化蚁群算法的参数和矩阵，并获取所有可配置馈线自动化终端的开关的编号；S2、利用预设终端配置函数确定一种馈线自动化终端配置方案；S3、计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的供电可靠性指标以及总投资费用，并得到馈线自动化终端配置方案的目标函数值；S4、重复步骤S2和步骤S3，直至得到的馈线自动化终端配置方案的数目与蚁群算法的参数中的预置蚁群规模相等；S5、将所有馈线自动化终端配置方案中目标函数值最小的蚂蚁个体对应的馈线自动化终端配置方案作为局部最优解；S6、根据目标函数值最小的馈线自动化终端配置方案的供电可靠性指标、总投资费用和目标函数值更新蚁群算法的矩阵中的信息素浓度矩阵；S7、重复步骤S2至步骤S6，直至迭代次数与蚁群算法的参数中的预置迭代次数相等，将最后一次迭代得到的局部最优解作为全局最优解，得到配电网的最优馈线自动化终端配置方案。可选地，蚁群算法的参数包括：蚁群规模antNum、预置迭代次数iteratorNum、信息素自然挥发所引起的衰减的比例p、信息素因蚂蚁路过而增加的比例q；蚁群算法的矩阵包括：信息素浓度矩阵pheromoneMatrix、最大信息素矩阵maxpheromoneMatrix、临界编号矩阵criticalPointMatrix、终端配置方案矩阵choiceMatrix、终端配置方案评价指标矩阵assessmentMatrix。可选地，信息素浓度矩阵pheromoneMatrix为N×4的矩阵，N为可配置馈线自动化终端的开关的数量，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一列分别对应不同的开关配置方案，包括：不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置三遥终端；最大信息素矩阵maxpheromoneMatrix为N×1的矩阵，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一行的元素存放的是信息素浓度矩阵pheromoneMatrix中每一行的最大值元素的所在列数；临界编号矩阵criticalPointMatrix为N×1的矩阵，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一行的元素存放的是一个特殊蚂蚁的编号，表示在本次迭代中，对每一个可配置馈线自动化终端的开关进行馈线自动化终端配置方案确定时，编号小于等于特殊蚂蚁的编号的蚂蚁个体采用预设终端配置函数的第一策略，编号大于特殊蚂蚁的编号的蚂蚁个体采用预设终端配置函数的第二策略；终端配置方案矩阵choiceMatrix为antNum×N×4的三维矩阵，每次迭代完成后就会得到一个终端配置方案矩阵choiceMatrix，第一维对应的是蚁群中的每一个蚂蚁个体，第二维对应的是N个可配置馈线自动化终端的开关，第三维表示的是被确定的开关的终端配置方案，包括：不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置三遥终端；当确定了蚂蚁个体和开关编号时，第三维元素只有一个元素为1，其余为0；终端配置方案评价指标矩阵assessmentMatrix为antNum×3的矩阵，每一行对应一个蚂蚁个体，三列元素分别存储蚂蚁个体的供电可靠性指标、总投资费用和目标函数值。可选地，预设终端配置函数的第一策略为按照信息素浓度配置，具体为可配置馈线自动化终端的开关的终端配置方案选择当前信息素浓度矩阵中可配置馈线自动化终端的开关对应行的最大值元素所对应的终端配置方案；预设终端配置函数的第二策略为随机配置，具体为可配置馈线自动化终端的开关的终端配置方案为不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置三遥终端中的随机一种终端配置方案。可选地，在首次迭代过程中，每个蚂蚁个体对每个可配置馈线自动化终端的开关的终端配置方案均采用预设终端配置函数的第二策略进行确定。可选地，步骤S3具体包括：根据第一预设公式计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的供电可靠性指标，第一预设公式具体为：其中，ENS为配电网总缺供电量，Ui为负荷点i的年平均停电时间，Li为负荷点i的平均负荷，M为负荷点的个数；根据第二预设公式计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的总投资费用，第二预设公式具体为：Ccost＝n1C1+n2C2+n3C3；其中，C1为单个一遥终端的配置费用，C2为单个二遥终端的配置费用，C3为单个三遥终端的配置费用，n1为馈线自动化终端配置方案中需要配置一遥终端的开关的数量，n2为馈线自动化终端配置方案中需要配置二遥终端的开关的数量，n3为馈线自动化终端配置方案中需要配置三遥终端的开关的数量；根据第三预设公式计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的目标函数值，第三预设公式具体为：Ctotal＝Ccost+Clost；其中，Clost为由于配电网总缺供电量ENS而造成电网收入损失，计算公式为：Clost＝ENS×σ，σ为单位电价。可选地，步骤S6具体包括：将上一次迭代完成后更新得到的信息素浓度矩阵中的每个元素都降低p％；在信息素浓度矩阵中找到对应局部最优解的元素，将对应局部最优解的元素提高q％，完成信息素浓度矩阵的更新；根据更新后的信息素浓度矩阵，确定每一行中最大值元素所在列数，更新最大信息素矩阵；根据第四预设公式计算临界编号矩阵中可配置馈线自动化终端的开关k在临界编号矩阵中对应的特殊蚂蚁的编号criticalPointMatrix[k]，第四预设公式具体为：式中，Ptotal_k为信息素浓度矩阵pheromoneMatrix第k行中所有元素之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网馈线自动化终端配置方法，其特征在于，包括：S1、初始化蚁群算法的参数和矩阵，并获取所有可配置馈线自动化终端的开关的编号；S2、利用预设终端配置函数确定一种馈线自动化终端配置方案；S3、计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的供电可靠性指标以及总投资费用，并得到馈线自动化终端配置方案的目标函数值；S4、重复步骤S2和步骤S3，直至得到的馈线自动化终端配置方案的数目与蚁群算法的参数中的预置蚁群规模相等；S5、将所有馈线自动化终端配置方案中目标函数值最小的蚂蚁个体对应的馈线自动化终端配置方案作为局部最优解；S6、根据目标函数值最小的馈线自动化终端配置方案的供电可靠性指标、总投资费用和目标函数值更新蚁群算法的矩阵中的信息素浓度矩阵；S7、重复步骤S2至步骤S6，直至迭代次数与蚁群算法的参数中的预置迭代次数相等，将最后一次迭代得到的局部最优解作为全局最优解，得到配电网的最优馈线自动化终端配置方案。

【技术特征摘要】
1.一种配电网馈线自动化终端配置方法，其特征在于，包括：S1、初始化蚁群算法的参数和矩阵，并获取所有可配置馈线自动化终端的开关的编号；S2、利用预设终端配置函数确定一种馈线自动化终端配置方案；S3、计算根据馈线自动化终端配置方案配置的配电网的供电可靠性指标以及总投资费用，并得到馈线自动化终端配置方案的目标函数值；S4、重复步骤S2和步骤S3，直至得到的馈线自动化终端配置方案的数目与蚁群算法的参数中的预置蚁群规模相等；S5、将所有馈线自动化终端配置方案中目标函数值最小的蚂蚁个体对应的馈线自动化终端配置方案作为局部最优解；S6、根据目标函数值最小的馈线自动化终端配置方案的供电可靠性指标、总投资费用和目标函数值更新蚁群算法的矩阵中的信息素浓度矩阵；S7、重复步骤S2至步骤S6，直至迭代次数与蚁群算法的参数中的预置迭代次数相等，将最后一次迭代得到的局部最优解作为全局最优解，得到配电网的最优馈线自动化终端配置方案。2.根据权利要求1所述的配电网馈线自动化终端配置方法，其特征在于，蚁群算法的参数包括：蚁群规模antNum、预置迭代次数iteratorNum、信息素自然挥发所引起的衰减的比例p、信息素因蚂蚁路过而增加的比例q；蚁群算法的矩阵包括：信息素浓度矩阵pheromoneMatrix、最大信息素矩阵maxpheromoneMatrix、临界编号矩阵criticalPointMatrix、终端配置方案矩阵choiceMatrix、终端配置方案评价指标矩阵assessmentMatrix。3.根据权利要求2所述的配电网馈线自动化终端配置方法，其特征在于，信息素浓度矩阵pheromoneMatrix为N×4的矩阵，N为可配置馈线自动化终端的开关的数量，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一列分别对应不同的开关配置方案，包括：不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置三遥终端；最大信息素矩阵maxpheromoneMatrix为N×1的矩阵，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一行的元素存放的是信息素浓度矩阵pheromoneMatrix中每一行的最大值元素的所在列数；临界编号矩阵criticalPointMatrix为N×1的矩阵，每一行分别对应一个可配置馈线自动化终端的开关，每一行的元素存放的是一个特殊蚂蚁的编号，表示在本次迭代中，对每一个可配置馈线自动化终端的开关进行馈线自动化终端配置方案确定时，编号小于等于特殊蚂蚁的编号的蚂蚁个体采用预设终端配置函数的第一策略，编号大于特殊蚂蚁的编号的蚂蚁个体采用预设终端配置函数的第二策略；终端配置方案矩阵choiceMatrix为antNum×N×4的三维矩阵，每次迭代完成后就会得到一个终端配置方案矩阵choiceMatrix，第一维对应的是蚁群中的每一个蚂蚁个体，第二维对应的是N个可配置馈线自动化终端的开关，第三维表示的是被确定的开关的终端配置方案，包括：不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置三遥终端；当确定了蚂蚁个体和开关编号时，第三维元素只有一个元素为1，其余为0；终端配置方案评价指标矩阵assessmentMatrix为antNum×3的矩阵，每一行对应一个蚂蚁个体，三列元素分别存储蚂蚁个体的供电可靠性指标、总投资费用和目标函数值。4.根据权利要求3所述的配电网馈线自动化终端配置方法，其特征在于，预设终端配置函数的第一策略为按照信息素浓度配置，具体为可配置馈线自动化终端的开关的终端配置方案选择当前信息素浓度矩阵中可配置馈线自动化终端的开关对应行的最大值元素所对应的终端配置方案；预设终端配置函数的第二策略为随机配置，具体为可配置馈线自动化终端的开关的终端配置方案为不配置终端、配置一遥终端、配置二遥终端、配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华珍，张俊潇，高崇，唐俊熙，林丹，吴亚雄，王天霖，余涛，黄烨，陈沛东，李浩，何璇，李阳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电网规划研究中心，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44