一种多级高压配电网协调转供优化方法技术

本发明专利技术涉及电力技术领域，尤其涉及一种多级高压配电网协调转供优化方法，包括：利用各级配电网的网络特征以转供过程开关操作总成本最小建立目标函数；考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束，再基于目标函数建立第t时段多电压等级配电网的协调转供优化模型；基于协调转供优化模型对各级配电网进行协调转供优化。本发明专利技术的有益效果：当电源点变电站出现超载问题，考虑各级配电网转供成本差异时，本发明专利技术提出的模型能给出满足电网有功拓扑约束且操作成本最小的转供方案。

【技术实现步骤摘要】
一种多级高压配电网协调转供优化方法
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种多级高压配电网协调转供优化方法。
技术介绍
随着城市化进程加快，配电网滞后建设与负荷迅猛增长矛盾愈显突出。在负荷高峰期，受端电网负荷长时间处于高位运行，各电压等级配电网均可能出现设备过载和输电阻塞问题。为减小停电风险，各级电网调度中心会同时进行负荷转供。而各电压等级配电网过载情况和拓扑结构不同，无法适用同一转供策略。并且各级电网转供成本和操作风险间存在差异，如何快速、经济地完成各级电网超载负荷协调转供，为调度员提供统一的辅助决策方案，成为配电网调度亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种多级高压配电网协调转供优化方法。一种多级高压配电网协调转供优化方法，包括：利用各级配电网的网络特征以转供过程开关操作总成本最小建立目标函数：式中：K为该电压等级的转供成本系数；u为电压等级，Ω为电压等级集合；为第t时段优化后开关j的状态，0表示开关为断开状态，1表示开关为运行状态；为第t时段优化前开关j的状态；Ns为各级配电网总的开关个数；考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束，再基于目标函数建立第t时段多电压等级配电网的协调转供优化模型；基于协调转供优化模型对各级配电网进行协调转供优化。优选的，所述考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束包括：设表示时段t时第i个电源点变电站主变的下网有功功率，NT为各级配电网电源点变电站个数，有功功率平衡方程可表示为：<br>式中：为在时段t时与第i个电源点变电站和优化开关存在拓扑关系的负荷系数矩阵，St为开关状态列向量。并且，设为主变允许下网的最大有功功率，为馈线允许传输的最大有功功率，转供后各电源点的有功功率和所有馈线负荷须满足：式中：为馈线传输负荷功率，NF为各级配电网馈线条数。优选的，所述考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束还包括：各类接线方式须满足：式中：H为各接线方式对应的等式拓扑约束表示式，K为各接线方式对应的不等式拓扑约束表示式。优选的，所述建立第t时段多电压等级配电网的协调转供优化模型包括：本专利技术的有益效果：1)当电源点变电站出现超载问题，考虑各级配电网转供成本差异时，本专利技术提出的模型能给出满足电网有功拓扑约束且操作成本最小的转供方案。2)本专利技术提出的协调转供优化模型能同时应用于单一电压等级转供优化和多电压等级之间的协调转供优化计算。模型在减小相应的开关操作成本基础上，尽可能从多电压等级协调角度，解决输变电设备的超载问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的直供接线方式的示意图；图2是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的串供接线方式的示意图；图3(a)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的T型异站串供接线图；图3(b)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的T型同站串供接线图；图4(a)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的混合型异站串供接线图；图4(b)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中110kV配电网的混合型同站串供接线图；图5是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中35kV配电网的单电源供电接线方式的示意图；图6(a)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中35kV配电网的T型站内串供接线的示意图；图6(b)是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中35kV配电网的T型站外串供接线的示意图；图7是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中10kV配电网的单电源供电接线方式的示意图；图8是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中10kV配电网的串供接线方式的示意图；图9是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中10kV配电网的T型串供接线方式的示意图；图10是本专利技术一种多级高压配电网协调转供优化方法中10kV配电网的H型串供接线方式的示意图；图11是本专利技术一实施例中实际110kV配电网网络图；图12是本专利技术一实施例中实际35kV配电网网络图；图13是本专利技术一实施例中实际10kV配电网网络图；图14(a)是本专利技术一实施例中110kV配电网不考虑成本转供方案的示意图；图14(b)是本专利技术一实施例中35kV配电网不考虑成本转供方案的示意图；图14(c)是本专利技术一实施例中10kV配电网不考虑成本转供方案的示意图；图15(a)是本专利技术一实施例中110kV考虑成本转供方案的示意图；图15(b)是本专利技术一实施例中110kV考虑成本转供方案的示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。本专利技术的基本思想是针对多电压等级配电网协调转供的问题，本专利技术提出了一种多级高压配电网协调转供优化策略，首先分析高、中压配电网典型拓扑结构，并进行有功平衡方程推导；在此基础上，尽可能利用各级配电网的网络特征，以转供过程开关操作总成本最小为目标函数，考虑各级电网功率平衡和网络拓扑约束，建立计及多电压等级配电网拓扑约束的转供协调优化。高压配电网的110kV变电站容量通常为2×35、2×40、2×50和2×63MVA，受110kV线路输电容量限制，单条110kV线路在网络拓扑关系上最多对2个110kV站供电，本文不考虑超出2个110kV站的情况。典型110kV变电站的联络方式主要包括直供、串供、T型串供和混合型串供。其中，T型和混合型串供可细分为同站串供、异站串供两种。具体接线方式如图1至图4所示，图中左侧为抽象化的拓扑结构图，右侧为实际接线图。配电网内不同的开关组合，即可以形成不同的供电路径。在各开关组合中，联络开关的作用取决于上级开关的开断状态。因此，描述配电网有功平衡方程和计算电源点供电功率时，需考虑到多级开关间的联络状态。在配电网转供后，110kV线路开关状态须满足电网有功功率平衡约束。图1的直供接线方式中C站的负荷Pc分别由A1站或A2站单独供电，转供模型的优化对象为110kV站侧的线路开关和当开关为运行状态且开关为开断状态时，进一步加入开关状态，得到同理应用于的计算，得到有功功率平衡方程为：改写成矩阵形式为：同时，直供接线方式需满足拓扑约束为，图2中220kVA1站和A2站、110kVC站和D站的接线为串供方式，C站和D站的负荷Pc和Pd可全部由1个220kV站供电，也可分开形成220kV站各自为相邻110kV站单独供电的方式。在计算电源A1站的总有功时，开关S4的状态受限于开关S3，即只有S3处于运行状态时，S4的运行状态才能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级高压配电网协调转供优化方法，其特征在于，包括：/n利用各级配电网的网络特征以转供过程开关操作总成本最小建立目标函数：/n

【技术特征摘要】
1.一种多级高压配电网协调转供优化方法，其特征在于，包括：
利用各级配电网的网络特征以转供过程开关操作总成本最小建立目标函数：



式中：K为该电压等级的转供成本系数；u为电压等级，Ω为电压等级集合；为第t时段优化后开关j的状态，0表示开关为断开状态，1表示开关为运行状态；为第t时段优化前开关j的状态；Ns为各级配电网总的开关个数；
考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束，再基于目标函数建立第t时段多电压等级配电网的协调转供优化模型；
基于协调转供优化模型对各级配电网进行协调转供优化。


2.根据权利要求1所述的一种多级高压配电网协调转供优化方法，其特征在于，所述考虑各级配电网功率平衡和网络拓扑约束包括：
设表示时段t时第i个电源点变电站主变的下网有功功率，NT为各级配电网电源点变电站个数，有功功率平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强钢，莫复雪，谷飞强，陈东海，虞殷树，王晴，朱晓杰，贺旭，黄亮，华宇肖，吴凯，张志雄，邬航杰，蒋墨璐雨，
申请(专利权)人：重庆大学，国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，慈溪中学，
类型：发明
国别省市：重庆;50