【技术实现步骤摘要】
一种多电压等级网络架构优化方法
本专利技术涉及网络架构优化的
，更具体地，涉及一种多电压等级网络架构优化方法。
技术介绍
近年来，随着售电增幅趋缓、输配电价改革及成本的刚性增长，电网公司的运营压力逐渐增大，因此，对负荷转供和配电网重构等网络架构优化提出了越来越高的要求。网络架构优化是指以最小网损和最小电压偏差等经济性和可靠性指标为目标函数，在满足配电网运行结构要求的同时，以电压、电流、容量上下限和潮流方程等为约束条件，利用算法寻求最佳优化方案以实现降低电网运行成本，提高供电质量及可靠性的目的。目前，网络架构优化的研究大多针对城市单一电压等级配电网，在已有线路基础上，通过传统人工智能算法对负荷供电线路、风电、光伏等分布式电源及无功补偿装置的出力进行优化求解实现的，但单电压等级网络架构优化的方法难以解决各电压层级间协调性不够高、线路负载率不平衡以及电网整体利用率不高的问题，且传统人工智能算法的优化求解速度慢，效率低。综上所述，提出一种用于多电压等级网络架构优化的方法十分有必要。
技术实现思路
现有网络架构优化的方法大多针对城市单一电压等级配电网，难以解决各电压层级间协调性不高、线路负载率不平衡以及电网整体利用率不高等问题，且具有求解速度慢的缺陷，为克服以上弊端，本专利技术提出了一种多电压等级网络架构优化方法，增强各电压等级间的协调性，提高电力系统整体资源的优化配置效率。为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：一种多电压等级网络架构优化方法，至少包括：
【技术保护点】
1.一种多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，至少包括：/nS1.采集待优化的不同电压等级配电网络的拓扑结构信息；/nS2.结合拓扑结构信息，建立以最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度为目标函数，以潮流功率平衡、节点电压、节点容量、配电网络可靠性及相邻电压等级网络线路负载率为约束条件的多电压等级网络架构优化模型；/nS3.利用随机权重分配法将目标函数中的最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度三个目标进行归一化处理；/nS4.利用混合模拟退火布谷鸟算法求解多电压等级网络架构优化模型，得到优化后的网络架构、配电网络的有功网损、电压偏差及负荷均衡度。/n
【技术特征摘要】
1.一种多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，至少包括：
S1.采集待优化的不同电压等级配电网络的拓扑结构信息；
S2.结合拓扑结构信息，建立以最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度为目标函数，以潮流功率平衡、节点电压、节点容量、配电网络可靠性及相邻电压等级网络线路负载率为约束条件的多电压等级网络架构优化模型；
S3.利用随机权重分配法将目标函数中的最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度三个目标进行归一化处理；
S4.利用混合模拟退火布谷鸟算法求解多电压等级网络架构优化模型，得到优化后的网络架构、配电网络的有功网损、电压偏差及负荷均衡度。
2.根据权利要求1所述的多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，步骤S1所述的拓扑结构信息包括：支路总数目、支路电阻、支路电导及支路电纳。
3.根据权利要求1所述的多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，步骤S2所述的目标函数包括：
a.最小有功网损，表达式为：
其中，f1表示有功网损函数；n表示支路总数目；i为支路编号；Pi表示第i条支路末端的有功功率值；Qi表示第i条支路末端的无功功率值；ki表示第i条支路上的开关状态，ki=0表示开关断开，ki=1表示开关闭合；Ri表示第i条支路的支路电阻值；Ui表示第i条支路的支路电压值；
b.最小电压偏差，表达式为：
其中，f2表示电压偏差函数，j表示节点编号，z表示配电网络节点总数目；Ujs表示第j个节点处的实际电压；UjN表示第j个节点处的额定电压；
c.最优负荷均衡度，表达式为:
其中，f3表示负荷均衡度函数，m表示配电网络中闭合支路的总数，Si表示第i条支路注入的复功率值；Simax表示第i条支路允许注入的最大复功率值。
4.根据权利要求3所述的多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，步骤S2所述的约束条件包括：
潮流功率平衡约束，表达式为：
其中，x、y均表示配电网络的节点；△P表示节点x注入的有功功率变化量；△Q表示节点x注入的无功功率变化量；Px为节点x注入的有功功率值；Qx表示节点x注入的无功功率值；Vx表示节点x的电压幅值；Vy表示节点y的电压幅值；Gxy表示节点x与节点y之间的电导；Bxy表示节点x与节点y之间的电纳；θxy表示节点x电压与节点y电压的相角差；
节点电压约束，表达式为：
其中，Vjmin表示节点j的电压幅值允许最小值；Vj表示节点j的电压幅值；Vjmax表示节点j的电压幅值允许最大值；
节点容量约束，表达式为：
其中，Sj表示节点j的实际容量；Sjmax表示节点j允许容量的最大值；
配电网络可靠性约束，表达式为：
其中，W表示配电网络可靠性指标；Wmin表示配电网络可靠性指标的最低允许值；W的表达式为：
其中，Pmax表示配电网络所供的最大负荷；F表示配电网络故障合集；Ph表示配电网络处于h故障状态的切负荷量；Prstate,h表示配电网络处于h故障状态的概率；
相邻电压等级网络线路负载率约束，表达式为：
其中，，，αG表示相邻电压等级电网中高电压等级电网线路的平均负载率；αd表示相邻电压等级电网中低电压等级电网线路的平均负载率；tG表示相邻电压等级电网中的高电压等级电网线路的总数，iG表示相邻电压等级电网中高电压等级电网的第iG条线路；IG表示相邻电压等级电网中高电压等级电网第i条线路的实际电流；Imax,iG表示相邻电压等级电网中高电压等级电网第iG条线路的最大允许电流；td表示相邻电压等级电网中的低电压等级电网线路的总数，id表示相邻电压等级电网中低电压等级电网的第id条线路；Id表示相邻电压等级电网中低电压等级电网第id条线路的实际电流；Imax,id表示相邻电压等级电网中低电压等级电网第id条线路的最大允许电流。
5.根据权利要求4所述的多电压等级网络架构优化方法，其特征在于，步骤S3所述随机权重分配法的公式为：
其中，randl表示目标函数中最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度三个目标中任意一个目标l对应的（0,1）之间的随机数，φl表示目标函数的最小有功网损、最小电压偏差及最优负荷均衡度三个目标中任意一个目标l的随机权重；
归一化处理的公式为：
其中，f表示归一化处理后的目标函数；φ1表示目标函数中最小有功网损目标f1的随机权重值，φ2表示目标函数中最小电压偏差目标f2的随机权...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳云刚，陈超雄，邓建峰，谭志保，钟永，刘玲，范伟成，陈文娟，麦富满，邓胜初，王志洋，何日，曾浩桂，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44
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