一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法技术

本发明专利技术涉及一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，用于实现配电网分段开关处的配电自动化终端配置，该方法采用遗传算法对构建的配电自动化终端优化配置数学模型进行求解，获得最优配置方案，其中，所述遗传算法中，基于各分段开关处配电自动化终端的配置状态形成染色体，一条染色体代表一个配置方案，基于配电自动化终端优化配置数学模型中的目标函数及配置方案下的供电可靠性获得每条染色体的适应度值。与现有技术相比，本发明专利技术优化确定了主动配电网内DA终端的安装类型与数量，考虑DA配置对主动配电网供电可靠性，提高了配电自动化终端配置的准确性、效率和经济性。

An optimal configuration method of distribution automation terminal in active distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法
本专利技术涉及配电自动化终端配置领域，尤其是涉及一种主动配电网内计及供电可靠性的DA终端配置方法。
技术介绍
配电网直接与用户连接，发生故障会直接导致用户供电中断，造成较大损失，提高配电网供电可靠性是配电网发展的重要研究课题。目前，文献“中国配电自动化的进展及若干建议”(刘健，赵树仁，张小庆.电力系统自动化，2012，(19)：6-10+21)文献“配电自动化若干问题的探讨”(徐丙垠，李天友.电力系统自动化，2010，(09)：81-86)都论述证明了基于备用线路进行负荷转移和基于内部DG孤岛运行是主动配电网故障后恢复供电的主要手段，而两者都需要完善的配电自动化(DistributionAutomation，DA)配置。配电网络较为复杂，节点及开关众多，每处开关均配置DA终端，成本过高。对此，文献“Automaticandfastfaultedline-sectionlocationmethodfordistributionsystemsbasedonfaultindicators”(TengJenHao，HuangWeiHao，LuanShang-Wen.IEEETransactionsonPowerSysterm，2014，29(4)：1653-1662)提出根据可靠性要求有针对性的优化配置DA终端的类型及数量具有重要的现实意义。文献“国内外配电前沿技术动态及发展”(马钊，安婷，尚宇炜.中国电机工程学报，2016，36(6)：1552-1567)和文献“基于环间联络和配电自动化的配电网高可靠性设计方案”(宋若晨，徐文进，杨光，等.电网技术，2014，38(7)：1966-1972)提出DA终端规划配置是配电自动化建设中的核心部分，类型可分为具有遥测、遥信、遥控功能的“三遥”配电终端，具有遥测、遥信功能的“二遥”配电终端，以及仅具有遥信功能的“一遥”配电终端。从可靠性角度看，“二遥”终端无遥控功能，故障隔离时间较长，而基于“三遥”终端可远程开闭开关，系统可靠性明显改善，但成本偏高，且并非所有开关都需要快速控制，部分位置主要为监测所需，“二遥”基本可满足要求。目前，国家电网公司和南方电网公司为推进配电自动化建设与配电网协调发展，文献“配电自动化规划设计技术导则”(Q/GDW11184—2014.北京：国家电网公司，2013)以及文献“配电网自动化规划导则”(Q/CSG1201001—2014.广州：南方电网公司，2013)制定了一系列导则，对配电自动化规划设计进行了宏观上的规范，但缺乏终端配置的计算方法，工程过程中主要凭主观经验对其进行配置，缺乏理论模型及相关计算，易导致控制能力不足或资源浪费。在研究文献中，对主动配电网DA优化配置已有部分成果，文献“配电自动化系统中配电终端配置数量规划”(刘健，程红丽，张志华.电力系统自动化，2013，(12)：44-50.)分别从投入产出比和供电可靠性的角度，对配电终端的最佳配置数量进行研究，按经验对“二遥”和“三遥”进行了均匀穿插配置；文献“LinChia-Hung.Optimalplacementoffaultindicatorsusingtheimmunealgorithm”(HoChin-Ying，LeeTsung-En.IEEETransactionsonPowerSystems，2011，26(1)：38-45.)以建设总成本为目标函数，可靠性指标为约束条件，运用免疫算法对故障指示器(“一遥”)的安装位置和数量进行优化配置，并将用户按照重要程度进行分类，分别计算停电损失，该文没有对“二遥”和“三遥”进行配置研究；文献“三遥配电自动化终端的优化配置”(王旭东，梁栋，曹宝夷，王守相.电力系统及其自动化学报，2016，(02)：36-42.)以系统供电可靠性为约束，以经济性最优为目标，建立了混合整数非线性解析模型对传统配电网配电自动化终端进行了优化配置；文献“配电自动化终端布局规划方法”(李子韵，成乐祥，王自桢，等.电网技术，2016，40(4):1271-1276.)考虑配网结构、负荷分布、停电损失和可靠性需求等因素，也针对传统配电网提出了一种配电自动化终端布局规划方法。终端优化配置过程中，配电网的供电可靠性评估是一关键环节。上述研究成果没有考虑分布式电源(DG)对配电自动化终端配置的影响，也没有考虑主动配电网基于DG孤岛运行能力，DA配置结果不够准确，无法保证配电网运行的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准确性高、可靠性高的主动配电网配电自动化终端优化配置方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，用于实现配电网分段开关处的配电自动化终端配置，该方法采用遗传算法对构建的配电自动化终端优化配置数学模型进行求解，获得最优配置方案，其中，所述遗传算法中，基于各分段开关处配电自动化终端的配置状态形成染色体，一条染色体代表一个配置方案，基于配电自动化终端优化配置数学模型中的目标函数及配置方案下的供电可靠性获得每条染色体的适应度值。进一步地，所述配电自动化终端优化配置数学模型的目标函数为：minF＝Fcost+Fm+FL式中，Fcost为设备投资等年值费用，Fm为终端设备年运行维护费用，FL为每年故障导致的停电损失费用；约束条件为：ASAI＞Rset式中，ASAI为用户平均供电可用率，即供电可靠性，Rset为当前配电网供电区域要求的可靠性水平。进一步地，所述配置方案下的供电可靠性获取步骤具体为：获取配电网原始数据；运用深度优先搜索算法和故障模式后果法对配电网中各负荷进行分类标识；获取储能装置的出力时间序列，基于序贯蒙特卡洛法模拟元件工作状态序列，分析故障元件导致的失电负荷，计算每一类负荷的停电时间；在达到设定的仿真年限后，获得各负荷点的可靠性指标，所述可靠性指标包括用户平均停电持续时间、停电损失费用和用户平均供电可用率。进一步地，所述停电时间由故障定位时间t1、隔离与负荷转移时间t2和故障元件修复时间t3确定，所述负荷分为四类，第一类负荷为上游负荷，停电时间为t1+t2，第二类负荷为能通过联络开关转移恢复供电的下游负荷，停电时间为t1+t2，第三类负荷为能通过孤岛运行恢复供电的下游负荷，停电时间为t1+t2+t3-tb，tb为孤岛运行时间，第四类负荷为剩余不可恢复负荷，停电时间为t1+t2+t3。进一步地，所述故障定位时间t1表达式为：式中，T1为整条线路的人工巡视定位时间，定义网络中两相邻开关之间的供电区域为一区段，N为该条线路的区段数，n为故障区域内区段数。进一步地，所述隔离与负荷转移时间t2表达式为：t2＝(m+1-m′)T2式中，T2为每台开关平均的人工倒闸操作时间，m为将故障区段隔离所需的开关操作数，加1表示将出线断路器合闸或联络开关闭合，m′为上述m+1个开关中配置“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，其特征在于，用于实现配电网分段开关处的配电自动化终端配置，该方法采用遗传算法对构建的配电自动化终端优化配置数学模型进行求解，获得最优配置方案，其中，/n所述遗传算法中，基于各分段开关处配电自动化终端的配置状态形成染色体，一条染色体代表一个配置方案，基于配电自动化终端优化配置数学模型中的目标函数及配置方案下的供电可靠性获得每条染色体的适应度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，其特征在于，用于实现配电网分段开关处的配电自动化终端配置，该方法采用遗传算法对构建的配电自动化终端优化配置数学模型进行求解，获得最优配置方案，其中，
所述遗传算法中，基于各分段开关处配电自动化终端的配置状态形成染色体，一条染色体代表一个配置方案，基于配电自动化终端优化配置数学模型中的目标函数及配置方案下的供电可靠性获得每条染色体的适应度值。


2.根据权利要求1所述的一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，其特征在于，所述配电自动化终端优化配置数学模型的目标函数为：
minF＝Fcost+Fm+FL
式中，Fcost为设备投资等年值费用，Fm为终端设备年运行维护费用，FL为每年故障导致的停电损失费用；
约束条件为：
ASAI＞Rset
式中，ASAI为用户平均供电可用率，即供电可靠性，Rset为当前配电网供电区域要求的可靠性水平。


3.根据权利要求1所述的一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，其特征在于，所述配置方案下的供电可靠性获取步骤具体为：
获取配电网原始数据；
运用深度优先搜索算法和故障模式后果法对配电网中各负荷进行分类标识；
获取储能装置的出力时间序列，基于序贯蒙特卡洛法模拟元件工作状态序列，分析故障元件导致的失电负荷，计算每一类负荷的停电时间；
在达到设定的仿真年限后，获得各负荷点的可靠性指标，所述可靠性指标包括用户平均停电持续时间、停电损失费用和用户平均供电可用率。


4.根据权利要求3所述的一种主动配电网配电自动化终端优化配置方法，其特征在于，所述停电时间由故障定位时间t1、隔离与负荷转移时间t2和故障元件修复时间t3确定，
所述负荷分为四类，第一类负荷为上游负荷，停电时间为t1+t2，第二类负荷为能通过联络开关转移恢复供电的下游负荷，停电时间为t1+t2，第三类负荷为能通过孤岛运行恢复供电的下游负荷，停电时间为t1+t2+t3-tb，tb为孤岛运行时间，第四类负...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振坤，李一骄，崔静，苏向敬，米阳，季亮，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31