一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法技术

本发明专利技术公开了一种于基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法，涉及配电网规划技术领域，可以通过改进的Minty算法生成网格内所有可能的辐射状网络结构，进而确定联络线后，可获得最优的网格内网架规划方案，从而有效降低配电网规划费用，提高配电网公司经济效益；通过确定一定为树枝的边，有效避免大量不含有最优规划方案的子图处理，提高了基于Minty算法的网格内网架规划的计算效率，还能给出多个费用小的规划方案供规划人员选择，适合行业内大规模推广应用。合行业内大规模推广应用。合行业内大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法


[0001]本专利技术涉及配电网规划
，具体的说是一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法。

技术介绍

[0002]在规划区域被划分为多个网格的条件下，配电网架优化规划是指在满足对用户供电和网络运行约束的前提下，寻求一组最优的决策变量(馈线的路径和型号)，使投资、运行费用之和最小，其中网络运行约束包括辐射状约束、节点电压和馈线段电流约束。
[0003]配电网中压目标网架规划问题具有规模大、非线性和离散性等特性，是一个大规模混合整数非线性规划问题，目前的求解方法主要是数学优化方法和人工智能搜索算法。数学优化算法处理辐射状约束条件时需人工设置复杂参数，而且不同配电网参数不同，开发的算法很难实际应用；人工智能搜索算法不但会产生大量的不可行解，而且易陷入局部最优解。

技术实现思路

[0004]为解决上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法，方法简单，易于实现，能够获得最优或近似最优解。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法，通过如下步骤实现：
[0007]步骤S1：形成图，网格内10kV母线合并为一个图的顶点，负荷和可能的线路走廊的交点也为图的顶点，各个顶点之间的路径为图的边；
[0008]步骤S2：输入数据，给定网格内规划的线路型号，预测负荷的有功、无功功率，图上各边的长度，单位长度边投资费用，规划期限，电价，贴现率；
[0009]步骤S3：确定一定为树枝的边，与10kV母线相连的边一定是树枝，不处于环上的边也一定是树枝，树枝一定在最后的辐射状配电网中；
[0010]步骤S4：利用改进Minty算法生成所有生成树，取出化简后图G的任意一条边e1，将图G分解为含边e1的子图G1和不含边e1的子图G2，并将子图G2存入栈中，只处理子图G1；若边e1根据步骤3)一定是树枝，子图G2不入栈；对子图G1，再选一个边e2，则子图G1又可分为含有边e2和不含有边e2的两个子图，只处理含有边e2的子图，将不含有边e2的子图入栈；若边e2根据步骤3)一定是树枝，不含有边e2的子图不入栈；如此对每一个图一分为二，不断的分下去，对于每一张子图，当出现完全有描红边组成的回路或该图已经不连通时，则去掉该子图，当出现完全由描红边组成的树，则此图处理完毕，从栈中退出一个子图，继续分解过程，直到栈空为止；
[0011]步骤S5：赋值，令生成树编号n＝1，生成树数目为N；
[0012]步骤S6：计算第n棵生成树等效年费用，对于第n棵生成树，依据网格指定的线路型号，按照如下公式计算投资和运行费用的等效年费用：
[0013][0014]式中L
i
是第n棵生成树的第i条边长度；K
i
是第i条边投资费用，元/km；I
i
是第n棵生成树的第i条边电流；R
i
是第n棵生成树的第i条边电阻，r是贴现率； T是规划期限，t
max
是年最大负荷等效时间，单位小时；C是电价，元/kWh；m 是树枝数；
[0015]约束条件包括：潮流约束，节点电压约束；
[0016]步骤S7:搜索第n棵生成树的馈线，对第n棵生成树，每条与10kV母线相连的边及其下游边构成一条馈线，采用深度优先算法搜索每条馈线，得到馈线数目为K；
[0017]步骤S8：第n棵生成树的连枝长度排序，对第n棵生成树的所有连枝按照长度由小到大的顺序排列，令连枝编号l＝1，连枝数为L；
[0018]步骤S9：搜索第n棵生成树的第l个连枝联络的馈线，对于第l个连枝，分别从其两个顶点开始，在第n棵生成树上采用深度优先搜索其连接的馈线；
[0019]步骤S10：判断，若连枝l连接同一条馈线，该连枝不是馈线间的联络线，转向步骤S13；
[0020]步骤S11：判断，若连枝l连接的两条不同馈线，且这两条馈线均没有联络线，该连枝为联络线，同时标记馈线已经有联络线，转向步骤S13；
[0021]步骤S12：判断，若连枝l连接的两条不同馈线，其中一条馈线已经有联络线，转向步骤S13；
[0022]步骤S13：判断，令连枝编号l＝l+1，若l≤L，转向步骤S9；否则，转向步骤S14；
[0023]步骤S14：计算第n棵生成树联络线的等效年费用：按照如下公式计算第n 棵生成树联络线的等效年费用：
[0024][0025]式中N
l
是联络线数；
[0026]步骤S16：计算第n棵生成树构成的网架的等效年费用，第n棵生成树构成的网架的等效年费用计算公式如下：
[0027]F
n
＝FS
n
+Fl
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0028]步骤S17：赋值，令n＝n+1；
[0029]步骤S18：判断，若n≤N，转向步骤S6，否则转向步骤S19；
[0030]步骤S19：获得等效年费用最小的网架规划方案，对于F1,F2,...,F
n
，选择最小的值对应的生成树及联络线作为最终规划方案，输出总费用及网架结构。
[0031]步骤S3中，规划人员可以根据经验和现场实际指定一定为树枝的边。
[0032]本专利技术与现有的规划方法相比，可以通过改进的Minty算法生成网格内所有可能的辐射状网络结构，进而确定联络线后，可获得最优的网格内网架规划方案，从而有效降低配电网规划费用，提高配电网公司经济效益；通过确定一定为树枝的边，有效避免大量不含有最优规划方案的子图处理，提高了基于Minty算法的网格内网架规划的计算效率，还能给出多个费用小的规划方案供规划人员选择，适合行业内大规模推广应用。
附图说明：
[0033]图1为本专利技术实施例中10KV母线、负荷和可能的线路走廊生成图；
[0034]图2为本专利技术实施例中步骤S5-步骤S19费用最小的辐射状网络结构图；
[0035]图3为本专利技术实施例中步骤S5-步骤S19费用第2小的辐射状网络结构图；
[0036]图4为本专利技术实施例中步骤S5-步骤S19费用第3小的辐射状网络结构图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述：
[0038]一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法，通过如下步骤实现：
[0039]步骤S1：形成图，网格内10kV母线合并为一个图的顶点，负荷和可能的线路走廊的交点也为图的顶点，各个顶点之间的路径为图的边；
[0040]步骤S2：输入数据，给定网格内规划的线路型号，预测负荷的有功、无功功率，图上各边的长度，单位长度边投资费用，规划期限，电价，贴现率；
[0041]步骤S3：确定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进Minty算法的网格化配电网网架规划方法，其特征在于，通过如下步骤实现：步骤S1：形成图，网格内10kV母线合并为一个图的顶点，负荷和可能的线路走廊的交点也为图的顶点，各个顶点之间的路径为图的边；步骤S2：输入数据，给定网格内规划的线路型号，预测负荷的有功、无功功率，图上各边的长度，单位长度边投资费用，规划期限，电价，贴现率；步骤S3：确定一定为树枝的边，与10kV母线相连的边一定是树枝，不处于环上的边也一定是树枝，树枝一定在最后的辐射状配电网中；步骤S4：利用改进Minty算法生成所有生成树，取出化简后图G的任意一条边e1，将图G分解为含边e1的子图G1和不含边e1的子图G2，并将子图G2存入栈中，只处理子图G1；若边e1根据步骤3)一定是树枝，子图G2不入栈；对子图G1，再选一个边e2，则子图G1又可分为含有边e2和不含有边e2的两个子图，只处理含有边e2的子图，将不含有边e2的子图入栈；若边e2根据步骤3)一定是树枝，不含有边e2的子图不入栈；如此对每一个图一分为二，不断的分下去，对于每一张子图，当出现完全有描红边组成的回路或该图已经不连通时，则去掉该子图，当出现完全由描红边组成的树，则此图处理完毕，从栈中退出一个子图，继续分解过程，直到栈空为止；步骤S5：赋值，令生成树编号n＝1，生成树数目为N；步骤S6：计算第n棵生成树等效年费用，对于第n棵生成树，依据网格指定的线路型号，按照如下公式计算投资和运行费用的等效年费用：式中L
i
是第n棵生成树的第i条边长度；K
i
是第i条边投资费用，元/km；I
i
是第n棵生成树的第i条边电流；R
i
是第n棵生成树的第i条边电阻，r是贴现率；T是规划期限，t
max
是年最大负荷等效时间，单位小时；C是电价，元/kWh；m是树枝数；约束条件包括：潮流约束，节...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，纪云龙，翟亮，李言辉，张俊娜，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司昌吉供电公司，
类型：发明
国别省市：