一种配电网架空线分段开关位置的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，首先获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n；并设定在n个分段开关备选位置中，分段开关安装数目为y；根据分段开关的综合指标X，得到分段开关安装数目为y时的配电网架空线的综合可靠性指标Sy，确定y个分段开关的最优安装方式。本发明专利技术提供一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，在确定分段开关数量的前提下，基于全局最优判据确定分段开关的位置，通过改变分段开关位置的分布来提高供电系统可靠性，化配电网架空线络的拓扑结构，提高设备的利用率，缩小故障的影响范围，提高供电的可靠性。

An optimization method of sectional switch position of empty line in distribution grid

【技术实现步骤摘要】
一种配电网架空线分段开关位置的优化方法
本专利技术涉及配电网架空线
，尤其涉及一种配电网架空线分段开关位置的优化方法。
技术介绍
目前，随着世界的飞速发展，世界人民对电力的需求量也是与日俱增，各行各业都离不开电力的支撑。我们国家在2017年的年发电总量更是达到了64951.4亿千瓦时，独占全球发电量的四分之一，发电量位居世界第一，相当于美国、俄罗斯、日本这三个国家的发电量之和。如此庞大的发电量必然需要可靠、安全的超大输配电网架空线进行运输，与用户直接相连的配电网架空线安全的重要性不言而喻。但是现阶段配电网架空线故障几乎百分之八十都是用户停电导致的。配电网架空线分为多个线路分段，每一段线路分段的端部称为电源端或备用电源端：电源端是指线路分段离电源近的端部，非电源端是指线路分段离备用电源近的端部。线路分段分为有联络线路和无联络线路，若线路分段有备用电源，可以在把故障点隔离的情况下，同时从主电源端和备用电源端供电，该段线路分段称为有联络线路；若某段线路分段没有备用电源，则不能同时从主电源端和备用电源端供电，该段线路分段称为无联络线路。为了尽可能减少某线路段故障对配电网架空线的影响，目前通常采用分段开关来对配电网架空线进行分段、隔离，在发生故障时，通过分段开关可以使大部分用户不受影响，然而分段开关的建设、维护都需要大量的费用，因此怎样最优化利用分段开关成了一个至关重要的问题。文献一和文献二记载了现有的分段开关位置优化方法，文献一：重庆大学的张静等发表于《电网技术》的论文“中压架空馈线分段开关优化配置模型及算法研究”；文献二：重庆大学张静的硕士学位论文“中压架空线分段开关配置三阶段优化算法”。文献一和文献二利用单个分段开关位置的判据来判断该位置的好坏，先根据判据判别出1个最优的分段开关位置，在该处装设分段开关后，由于装设了一个分段开关，其余分段开关的判据也发生了改变，需要重新计算来找到最好的位置装上第2个分段开关，这样虽然看似找到了最佳的两个位置，但同样，由于第二个分段开关的装设，第一个分段开关的位置判据也发生了改变，基本是需要再次调整的。虽然有人提出了再根据装设的第二个分段开关的位置去调整第一个，来回循环，最终分段开关位置不再变化时即可，但这样还是有可能会陷入局部最优，且有可能陷入死循环，在分段开关较多的时候，会反复重新计算很多遍分段开关判据，在计算速度上也并没有优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，能够在确定分段开关数量的前提下，基于全局最优判据确定分段开关的位置。本专利技术采用的技术方案为：一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，包括以下步骤：步骤一：获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n；步骤二：设定在n个分段开关备选位置中，分段开关安装数目为y，1≤y≤n；步骤三：根据分段开关的综合指标X，得到分段开关安装数目为y时的配电网架空线的综合可靠性指标Sy，确定y个分段开关的最优安装方式；当配电网架空线为无联络路段时，Sy＝max{[L2X1+L3(X1+X2)+…Li+1(X1+X2+…Xi)…+Ly+1(X1+X2+…+Xy)]}；当配电网架空线为有联络路段时，Sy＝max{[(L-L1)X1+(L-L2)X2+…(L-Li+1)Xi+1…+(L-Ly+1)Xy+1]}；Xi是指第i个分段开关的综合可靠性指标，W1为可靠性指标“用户平均停电时间SAIDI”的权重，W2为可靠性指标“系统缺供电量ENS”的权重，y个分段开关把线路分为y+1段，沿配电网架空线首端至尾端方向，分段开关依次为K1、K2……Ky；i＝1，2…y+1；当y+1＞i≥2时，Li即为第i-1个分段开关与第i个分段开关之间的主干线与分支线总长；i＝1时，Li为K1与电源点之间的主干线与分支线总长；i＝y+1时，Li为Ky到线路末端的主干线与分支线总长；L为配电网架空线所有主干线与分支线总长；Ni为Li上的用户数；Pi为Li上的负荷；N为配电网架空线上的用户总数；综合可靠性指标Sy对应的y个分段开关的安装方式为最优安装方式。所述的配电网架空线分段开关位置的优化方法，还包括步骤四：获取分段开关安装数目y的最优数目；￡表征每增加一个分段开关所提升的综合可靠性；当￡小于δ时，分段开关安装数目y的数目为最优数目。本专利技术提供一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，在确定分段开关数量的前提下，基于全局最优判据确定分段开关的位置，无需反复调整，循环计算，计算速度快，并充分利用每个分段开关，在保证分段开关数量不变的前提下，通过改变分段开关位置的分布来提高供电系统可靠性，化配电网架空线络的拓扑结构，提高设备的利用率，缩小故障的影响范围，提高供电的可靠性。进一步的，通过提升效果指标￡，将每增加一个分段开关时，所提升的综合可靠性量化，并设置提升效果指标￡的阈值δ，从而确定限定条件下的分段开关安装数目y的最优数目，节约分段开关安装成本。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的配电网架空线样例示意图；图3是分段开关备选位置分布图；图4为本专利技术确定的图3中配电网架空线无联络时2个分段开关分布图；图5为本专利技术确定的图3中配电网架空线无联络时3个分段开关分布图；图6为本专利技术确定的图3中配电网架空线有联络时4个分段开关分布图。具体实施方式如图1、2和3所示，本专利技术包括一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，包括以下步骤：步骤一：获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n；获取配电网架空线的接线模式，所述的接线模式包括有有联络线路段和无联络线路段；根据配电网架空线的分支线的分布，获取配电网架空线的主干线的第一线路段。若配电网架空线为无联络线路段，则最接近配电网架空线电源的第一线路段必然设置一个分段开关，其余第一线路段则首端存在一个分段开关备选位置；若配电网架空线为有联络线路段，则最接近配电网架空线电源的第一线路段的首端必然设置一个分段开关，最接近配电网架空线电源的第一线路段的尾端存在一个分段开关备选位置，剩余第一线路段首端和尾端分别存在一个分段开关备选位置；根据配电网架空线的第一线路段，获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n。首端是指电源端或主电源端，尾端指非电源端或备用电源端。步骤二：设定在n个分段开关备选位置中，分段开关安装数目为y，1≤y≤n；设定分段开关安装数目为时共存在Q种安装方式，即在n个分段开关备选位置中任选y个分段开关安装位置，配电网架空线的主干线被y个分段开关分为y+1个第二线路段。步骤三：根据分段开关的综合指标X，得到分段开关安装数目为y时的配电网架空线的综合综合可靠性指标Sy，确定y个分段开关的最优安装方式；当配电网架空线为无联络路段时，Sy＝max{[L2X1+L3(X1+X2)+…Li+1(X1+X2+…Xi)…+Ly+1(X1+X2+…+Xy)]}；当配电网架空线为有联络路段时，Sy＝max{[(L-L1)X1+(L-L2)X2+…(L-Li+1)Xi+1…+(L-Ly+1)Xy+1]}；Xi是指第i个分段开关的综合可靠性指标，W1为可靠性指标“用户平均停电时间SAIDI”的权重，W2为可靠性指标“系统缺供电量ENS”的权重，y个分段开关把线路分为y+1段，沿配电网架空线首端至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n；步骤二：设定在n个分段开关备选位置中，分段开关安装数目为y，1≤y≤n；步骤三：根据分段开关的综合指标X，得到分段开关安装数目为y时的配电网架空线的综合可靠性指标Sy，确定y个分段开关的最优安装方式；当配电网架空线为无联络路段时，Sy＝max{[L2X1+L3(X1+X2)+...Li+1(X1+X2+...Xi)...+Ly+1(X1+X2+...+Xy)]}；当配电网架空线为有联络路段时，Sy＝max{[(L‑L1)X1+(L‑L2)X2+...(L‑Li+1)Xi+1...+(L‑Ly+1)Xy+1]}；Xi是指第i个分段开关的综合可靠性指标，

【技术特征摘要】
1.一种配电网架空线分段开关位置的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获取配电网架空线所有的分段开关备选位置总数n；步骤二：设定在n个分段开关备选位置中，分段开关安装数目为y，1≤y≤n；步骤三：根据分段开关的综合指标X，得到分段开关安装数目为y时的配电网架空线的综合可靠性指标Sy，确定y个分段开关的最优安装方式；当配电网架空线为无联络路段时，Sy＝max{[L2X1+L3(X1+X2)+...Li+1(X1+X2+...Xi)...+Ly+1(X1+X2+...+Xy)]}；当配电网架空线为有联络路段时，Sy＝max{[(L-L1)X1+(L-L2)X2+...(L-Li+1)Xi+1...+(L-Ly+1)Xy+1]}；Xi是指第i个分段开关的综合可靠性指标，W1为可靠性指标“用户平均停电时间SAIDI”的权重，W2为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文思，李宇翔，马强，徐启，袁保合，何小可，张敏，张驰，闵超，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41