一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法技术

一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，该方法包括以下步骤：A、建立变电站选址定容模型，该模型将成本费用目标及变电站与负荷点隶属关系目标设为优化目标；B、通过和声搜索算法对区域范围内的变电站基础设施进行变电容量优化及成本优化；C、实现变电站优化迭代，得到项目建设选址规划最优方案。本设计提高了变电站选址定容的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法
本专利技术涉及电力工程
，尤其涉及一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，主要适用于提高变电站选址定容的精确度。
技术介绍
电网中任何变电站工程的建设，都会引起相关电网作用的变化，使该系统中任何一个子系统的地位和作用都发生相应变化，因此变电站工程选址规划是电网工程建设的关键，需要科学评估。变电站选址规划技术的传统优化方法有模糊综合评价法、层次分析法(AHP)、灰色理论方法、微分进化算法、地理信息系统(GIS)法、Voronoi图法。最近几年随机技术蓬勃发展，其应用领域不断扩大，智能优化算法逐渐进入人们的视野，相对传统优化算法，智能算法全局寻优能力更强，所以通过智能算法对变电站规划选址进行研究越来越受到欢迎。智能优化算法是一种比较新颖的方法，它是对自然界中的一些常见的现象进行模拟得来，该算法取自大自然之中，更接近人类生活，符合人们常规思维，易于理解，而且其运行速度更快，同时能得到最优解和次优解，便于使用者对比分析并做出合理决策。其中，粒子群优化算法、遗传优化算法、神经网络算法是智能算法中较为典型的几种，在解决电网规划问题时因其算法简便有效进而得到了广泛的应用。现有选址定容模型的技术缺陷是未能考虑客户需求与电力负荷供应及调配的动态适应性，未能将远期及近期的费用目标加以一致性和连贯性考量，导致变电站选址定容的结果不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的变电站选址定容精确度低的缺陷与问题，提供一种变电站选址定容精确度高的基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，该方法包括以下步骤：A、建立变电站选址定容模型，该模型将成本费用目标及变电站与负荷点隶属关系目标设为优化目标；B、通过和声搜索算法对区域范围内的变电站基础设施进行变电容量优化及成本优化；C、实现变电站优化迭代，得到项目建设选址规划最优方案。步骤A中，成本费用目标函数为：其中，Csn、Ctn、Clinkn分别为各阶段的变电站成本费用、变压器成本费用、变电站与负荷点间的网损费用；N为项目规划阶段总数；an为各阶段所包含年数；变电站成本费用为：Csn＝Cs0[r0(1+r0)m/(1+r0)m-1]·an+Cop其中，Cs0为变电站原始建设成本；r0为贴现率；m为变电站折旧年限；Cop为变电站的年平均运营管理费用；变压器成本费用为：Ctn＝Ct0[r0(1+r0)m/(1+r0)m-1]·an+Cops其中，Ct0为变压器原始建设成本，Cops为变压器的年平均运营管理费用；变电站与负荷点间的网损费用为：其中，β为网损系数；β1为规划期内电价均值；β2为线路每公里电阻；β3为各阶段供电小时数；U为当前所处电压等级；为功率因数；Pkp为第k个变电站对第p个负荷点的传输功率值；diskp为第k个变电站与第p个负荷点之间的空间距离。对于高压、超高压变电站系统，变电站与负荷点间的空间距离为：其中，rad为坐标系弧度化函数；x为经度lng、纬度lat数值；a、b为两点间纬度、经度弧度制距离值；dis为变电站与负荷点间的空间距离。步骤A中，变电站与负荷点隶属关系目标函数为：其中，Ttotal为变电站与负荷点隶属关系变更目标函数；Lk，p，n为含变电站数、负荷点数、阶段数在内的三维矩阵，该式通过连接状态改变，统计隶属关系变更次数。步骤A中，变电站选址定容模型的约束条件包括逻辑关系约束、最大容量约束、潮流约束与区域条件约束；(1)逻辑关系约束(11)变电站空间位置不变，变压器数量随阶段递增，约束表达式为：Locnewsta(xk，yk)n＝C0≤T1≤T2≤Tn≤TMax其中，Locnewsta(xk，yk)n为变电站空间位置不变，时间内连续存在控制函数；Tn为变电站内变压器数量的递增逻辑性约束；TMax为变电站内变压器最大数量；C为常量；(12)假设电网内负荷点任一阶段均应与邻近唯一变电站相连接，但存在阶段性调整可能性，约束表达式为：其中，K为负荷点周边变电站遍历取值，第p个负荷点无论与哪个变电站连接，连接状态取值均为1，未连接的变电站取值为0；Linkkp，n为第n阶段第k个变电站与第p个负荷点的连接状态取值；(2)最大容量约束为：POWSk，n≤α·Tk，n·POWt其中，POWSk，n为第n阶段变电站k对外输出功率；α为负载率；Tk，n为第n阶段变电站内变压器数量；POWt为一台变压器的输出功率；(3)潮流约束为：其中，POWk，p，n为第n阶段变电站k对负荷点p输出功率；(4)区域约束条件为：其中，x、y分别为区域经度值、纬度值；lng1、lng2分别为限制区域最大经度值、最小经度值；lat1、lat2为限制区域最大纬度值、最小纬度值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法中，通过和声搜索算法及遍历算法实现变电站新建及扩建的总和成本分析，从建设及运营成本角度分析判断项目在规划周期、建设周期中新建及扩建的合理性和均衡性；模型通过输入项目区域负荷、区域地理信息、建设成本信息及建模约束条件可求解电力系统选址定容的远期多阶段规划目标，从而得到项目整体建设成本最优解。因此，本专利技术提高了变电站选址定容的精确度。附图说明图1是本专利技术的流程图。图2是本专利技术的实施例中原始变电站与负荷点的隶属关系示意图。图3是本专利技术的实施例中和声搜索算法与随机算法比对示意图。图4是本专利技术的实施例中一阶段变电站与负荷点的隶属关系示意图。图5是本专利技术的实施例中二至五阶段变电站与负荷点的隶属关系示意图。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，该方法包括以下步骤：A、建立变电站选址定容模型，该模型将成本费用目标及变电站与负荷点隶属关系目标设为优化目标；B、通过和声搜索算法对区域范围内的变电站基础设施进行变电容量优化及成本优化；C、实现变电站优化迭代，得到项目建设选址规划最优方案。步骤A中，成本费用目标函数为：其中，Csn、Ctn、Clinkn分别为各阶段的变电站成本费用、变压器成本费用、变电站与负荷点间的网损费用；N为项目规划阶段总数；an为各阶段所包含年数；变电站成本费用为：Csn＝Cs0[r0(1+r0)m/(1+r0)m-1]·an+Cop其中，Cs0为变电站原始建设成本；r0为贴现率；m为变电站折旧年限；Cop为变电站的年平均运营管理费用；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nA、建立变电站选址定容模型，该模型将成本费用目标及变电站与负荷点隶属关系目标设为优化目标；/nB、通过和声搜索算法对区域范围内的变电站基础设施进行变电容量优化及成本优化；/nC、实现变电站优化迭代，得到项目建设选址规划最优方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、建立变电站选址定容模型，该模型将成本费用目标及变电站与负荷点隶属关系目标设为优化目标；
B、通过和声搜索算法对区域范围内的变电站基础设施进行变电容量优化及成本优化；
C、实现变电站优化迭代，得到项目建设选址规划最优方案。


2.根据权利要求1所述的一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，其特征在于：
步骤A中，成本费用目标函数为：



其中，Csn、Ctn、Clinkn分别为各阶段的变电站成本费用、变压器成本费用、变电站与负荷点间的网损费用；N为项目规划阶段总数；an为各阶段所包含年数；
变电站成本费用为：
Csn＝Cs0[r0(1+r0)m/(1+r0)m-1]·an+Cop
其中，Cs0为变电站原始建设成本；r0为贴现率；m为变电站折旧年限；Cop为变电站的年平均运营管理费用；
变压器成本费用为：
Ctn＝Ct0[r0(1+r0)m/(1+r0)m-1]·an+Cops
其中，Ct0为变压器原始建设成本，Cops为变压器的年平均运营管理费用；
变电站与负荷点间的网损费用为：



其中，β为网损系数；β1为规划期内电价均值；β2为线路每公里电阻；β3为各阶段供电小时数；U为当前所处电压等级；为功率因数；Pkp为第k个变电站对第p个负荷点的传输功率值；diskp为第k个变电站与第p个负荷点之间的空间距离。


3.根据权利要求2所述的一种基于和声搜索算法的变电站工程动态选址规划方法，其特征在于：对于高压、超高压变电站系统，变电站与负荷点间的空间距离为：



其中，rad为坐标系弧度化函数；x为经度lng、纬度lat数值；a、b为两点间纬度、经度弧度制距离值；dis为变电站与负荷点间的空间距离。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜山，董弘川，周英博，陈然，周秋鹏，柯方超，周蠡，李智威，张赵阳，段志强，赵振宇，马旭，包格日乐图，高晓晶，孙利平，熊川羽，曾祥斌，谭学彪，张胜，贺兰菲，张雪霏，王巍，李超，夏渝昆，廖晓红，熊一，马莉，明月，王琪鑫，韩文长，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，华北电力大学，国网湖北省电力有限公司襄阳供电公司，国网湖北省电力有限公司利川市供电公司，国网湖北送变电工程有限公司，国网湖北省电力有限公司武汉市东湖新技术开发区供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11