基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法技术

本发明专利技术公开了基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，包括：根据供电模型，确定供电可靠性与供电能力的关系曲线；针对所述关系曲线上的任一点，根据对应的供电可靠性和供电能力的数值，预估供电模型关键指标的范围；基于遗传算法，对配电网供电模型关键指标进行编码；分别计算供电模型的投资总费用和适应度函数，选择满足条件的个体进入下一代种群；循环计算过程，至计算结果满足迭代收敛条件，输出对应关键指标的选取方案。本发明专利技术能够在满足供电能力要求的情况下选择合理的供电模型关键指标来兼顾系统的可靠性与经济性，并保证向用户提供不间断电能的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法
本专利技术涉及城网规划管理
,具体地说是基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法。
技术介绍
配电系统是电能生产、输送和使用的重要环节，也是电力系统到用户的最后一个环节。中压配电系统的供电模型是指以高压变电站为源、中压馈线为网的供电网络单元，全面涵盖了高压变电站互联结构和中压配电网的互联结构，即中压配网的供电架构和接线模式，其中高压变电站的出线条数和变电站站内站间供电单元的组数是配电网供电模型的关键指标，科学、合理地选择中压配电系统供电模型的关键指标，是当前城市电网精细化规划与发展的关键环节。另一方面，不同供电可靠性情况下中压配电系统的供电能力不一样。为此，研究考虑可靠性与供电能力平衡的配电网供电模型关键指标优选方法至关重要。目前，在配电网供电可靠性与供电能力关系研究方面，一般运用考虑供电可靠性的中压配电系统评估方法，计算模型中以最大供电能力为目标，以可靠性为主要约束条件，对于系统特定的供电模型，可以得到随着可靠性目标的增加，系统供电能力下降的结论；在配电网供电模型关键指标分析方面，以三角形供电模型为例，变电站容量配置为3×50MVA，线路采用架空线路，型号为JKLYJ-240，为得到400MVA的供电能力，对供电模型的关键指标进行了一下分析。由图1可知，三角形单联络供电模型需要三个高压变电站呈三角形分布，在变电站单侧的区域，馈线相互手拉手形成站内单环网，每个站内单环网作为一组站内馈线供电单元。在变电站之间的区域，每条馈线的远端点与对侧站所出馈线的远端点构成一个站间联络，形成单联络接线，每两条形成单联络的出线作为一组站间馈线供电单元。该模型的馈线最高负载率为50％，为得到400MVA的供电能力，需要变电站出线84条，站内供电单元27组，站间供电单元15组。由图2可知，如果采用三角形两联络模型，在变电站单侧的区域，馈线相互手拉手形成站内单环网，每个站内单环网作为一组站内馈线供电单元。在变电站之间的区域外侧，每条馈线的远端点与对侧站所出馈线的远端点构成一个站间联络，形成单联络接线，每四条形成站间单联络的馈线形成一组站间双环网，每个站间双环网作为一组站间外侧馈线供电单元。在变电站之间的区域内侧，每条馈线的远端点与对侧站所出馈线的远端点构成一个站间联络，形成单联络接线并以双环网的形式接入用户，每六条形成单联络的出线作为一组站间内侧馈线供电单元。该模型的馈线最高负载率为50％，为得到400MVA的供电能力，需要变电站出线72条，站内供电单元15组，站间外侧供电单元6组，站间内侧供电单元3组。由以上可知，为使得配电系统达到一定的供电能力，采用相同类型供电模型的情况下可以选择不同的关键指标。关键指标的选取不同，系统的可靠性水平不同。以上研究在供电模型关键指标的选取过程中，均未将系统的可靠性水平计及在内，无法兼顾配电系统的可靠性与经济性。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，以解决现有技术中在供电模型关键指标的选取过程中未考虑可靠性水平的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术提供了基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，所述方法包括以下步骤：根据供电模型，确定供电可靠性与供电能力的关系曲线；针对所述关系曲线上的任一点，根据对应的供电可靠性和供电能力的数值，预估供电模型关键指标的范围；基于遗传算法，对配电网供电模型关键指标进行编码；初始化种群，随机产生个体，计算供电模型的投资总费用；利用精英保留策略，对种群进行选择、分段交叉和分段变异操作，计算适应度函数，选择满足条件的个体进入下一代种群；循环上述投资总费用和适应度函数的计算，至计算结果满足迭代收敛条件，输出对应关键指标的选取方案。进一步地，所述方法还包括构建配电网供电模型关键指标的优选模型，具体为：基于所述供电可靠性与供电能力的考虑，以配电网的经济性为目标，结合系统约束条件，建立配电网供电模型关键指标的目标函数；所述目标函数为当前关键指标对应的投资总费用的最小值。进一步地，所述目标函数为：minC＝αscs1+βscs2(1)式(1)中，αs表示容量为s的变电站站内供电单元的组数；βs表示容量为s的变电站站间供电单元的组数；cs1和cs2分别表示对于容量为s的变电站一组站内供电单元和一组站间供电单元需要投资的费用；C为当前供电能力下配电网的总投资费用。进一步地，所述约束条件包括供电能力约束、负荷约束、负载率约束、主变联络容量约束、变电站出现条数约束和可靠性约束。进一步地，所述基于遗传算法，对配电网供电模型关键指标进行编码的具体过程为：每条染色体代表配电网供电模型关键指标的一个选择方案，所述关键指标分别表示染色体上的基因，用二进制数进行编码；利用随机方式，对染色体进行初始化，按照染色体编码中基因的顺序随机生成每一个基因，并在生成过程中，逐个调整基因间内在的关系。进一步地，所述适应度函数为所述目标函数的倒数。进一步地，所述利用精英保留策略，对种群进行选择、分段交叉和分段变异操作，计算适应度函数，选择满足条件的个体进入下一代种群的具体过程为：采用轮盘赌，保留高适应度的个体，淘汰低适应度的个体；采用随机节点的方式进行交叉和变异操作，每次交叉和变异针对染色体的一个基因进行。进一步地，在所述分段交叉和分段变异操作后，还包括验证、调整染色体中基因合理性的步骤，具体过程为：生成所有已进行交叉或变异操作的个体集合，从中取出一个个体；记录该个体发生变化的基因位置k，并读取关系库中与其相关的关系；从取出个体的第一个基因开始，至最后一个基因结束，分别验证其与第k个基因间是否满足所述相关的关系，若不满足则对其修正；将所有个体验证完毕，则完成调整过程。进一步地，所述关键指标包括变电站出现条数、变电站站内供电单元组数和变电站站外供电单元组数。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术建立的一种考虑可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法。该方法基于供电可靠性与供电能力之间的关系对配电网供电模型进行分析，在满足所需的供电能力情况下，选择合理的配电网供电模型关键指标，使得配电网供电模式的经济性和可靠性能够有效协调。本专利技术能够在满足供电能力要求的情况下选择合理的供电模型关键指标来兼顾系统的可靠性与经济性，并保证向用户提供不间断电能的能力。可以有效适应可靠性的变动对供电模型关键指标的不同所带来的变化，为中压配电网供电模型关键指标的优选提供科学的技术手段。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：/n根据供电模型，确定供电可靠性与供电能力的关系曲线；/n针对所述关系曲线上的任一点，根据对应的供电可靠性和供电能力的数值，预估供电模型关键指标的范围；/n基于遗传算法，对配电网供电模型关键指标进行编码；/n初始化种群，随机产生个体，计算供电模型的投资总费用；/n利用精英保留策略，对种群进行选择、分段交叉和分段变异操作，计算适应度函数，选择满足条件的个体进入下一代种群；/n循环上述投资总费用和适应度函数的计算，至计算结果满足迭代收敛条件，输出对应关键指标的选取方案。/n

【技术特征摘要】
1.基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
根据供电模型，确定供电可靠性与供电能力的关系曲线；
针对所述关系曲线上的任一点，根据对应的供电可靠性和供电能力的数值，预估供电模型关键指标的范围；
基于遗传算法，对配电网供电模型关键指标进行编码；
初始化种群，随机产生个体，计算供电模型的投资总费用；
利用精英保留策略，对种群进行选择、分段交叉和分段变异操作，计算适应度函数，选择满足条件的个体进入下一代种群；
循环上述投资总费用和适应度函数的计算，至计算结果满足迭代收敛条件，输出对应关键指标的选取方案。


2.根据权利要求1所述的基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，其特征是，所述方法还包括构建配电网供电模型关键指标的优选模型，具体为：
基于所述供电可靠性与供电能力的考虑，以配电网的经济性为目标，结合系统约束条件，建立配电网供电模型关键指标的目标函数；
所述目标函数为当前关键指标对应的投资总费用的最小值。


3.根据权利要求2所述的基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，其特征是，所述目标函数为：
minC＝αscs1+βscs2(1)
式(1)中，αs表示容量为s的变电站站内供电单元的组数；βs表示容量为s的变电站站间供电单元的组数；cs1和cs2分别表示对于容量为s的变电站一组站内供电单元和一组站间供电单元需要投资的费用；C为当前供电能力下配电网的总投资费用。


4.根据权利要求3所述的基于可靠性与供电能力平衡的配电模型关键指标优选方法，其特征是，所述约束条件包括供电能力约束、负荷约束、负载率约束、主变联络容量约束、变电站出现条数约束和可靠性约束。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亮，李雪亮，吴健，赵龙，郑志杰，吴奎华，梁荣，杨扬，綦陆杰，崔灿，杨波，冯旭，杨慎全，曹璞佳，贾善杰，李勃，朱毅，李昭，李凯，王耀雷，赵韧，刘钊，刘淑莉，张雯，邓少治，王延朔，刘蕊，张博颐，李昊，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，山东智源电力设计咨询有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37