一种城市配电网线路动态规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市配电网线路动态规划方法及系统，包括：将规划周期划分为多个时间段；获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；对规划区域内的各区块负荷进行处理；以负荷矩最小为优化目标，考虑线路不交叉约束，建立不同时间段的配电网线路动态规划模型；对配电网线路动态规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路动态规划方案。本发明专利技术考虑线路不交叉约束，能够提高配电线路的可靠性，同时能够使得各配电线路边界清晰，便于分区管理；解决了配电网管理人员对于配电线路不交叉的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种城市配电网线路动态规划方法及系统
本专利技术涉及电力系统配电网线路规划
，尤其涉及一种城市配电网线路动态规划方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。配电网是电力网络中最接近用户的部分，对其进行科学的优化规划，可以保证电网改造的合理性和可靠性，提高配电网供电质量。随着我国经济的快速发展，城市建设的不断扩张，城市配电网规划成为满足新建或在建地区供电需求的当务之急。配电网优化规划问题可以视为，根据规划期间的负荷预测结果和现有网络的基本状况，以满足一定的工程约束条件为前提，确定最优的网架建设方案以达到预先给定的优化目标。在长期配电网规划中，为了动态地考虑不同时间段的负荷变动情况，常常将规划分成几个阶段进行，称之为动态规划。一个阶段可能是一年，也可能是几年。动态规划使得配电网络结构随负荷变化作动态地调整，以寻求一种动态地投入建设方案来保证规划结果在整个规划年内是最优的。相比于静态规划仅考虑未来某一个目标年，仅考虑一个时刻断面，没考虑如何从当前年过渡到目标年的过渡过程；而动态规划，相当于对过渡过程也考虑了，考虑的更加精细。现有技术对于配电网线路进行动态规划时，往往将各区块内的负荷视为单一的负荷点，将变电站视为电源点，以这些负荷点和电源点连接所形成的树状结构为配电网规划的结果。然而，城市的电力线总是沿着街道布局，这种将区块负荷视为负荷点的处理方法脱离了街道布局，势必会产生巨大的误差，难以适用于实际的城市配电网动态规划方案。另外，存在线路交叉会导致线路的可靠性降低，并且不利于配电线路的分区管理；配电线路管理人员对于线路不交叉的要求十分强烈；但是，受到数学模型实现困难的制约，现有技术在进行配电网动态规划时，往往不会考虑线路不交叉问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种城市配电网线路动态规划方法及系统，考虑真实街道布局，建立线路不交叉约束模型；同时详细考虑了街区负荷的处理方式，建立考虑多个时间段的动态规划模型，在规划年内能够根据负荷的发展进程，实现从现状网架合理过渡至目标网架。在一些实施方式中，采用如下技术方案：一种城市配电网线路动态规划方法，包括：将规划周期划分为多个时间段；获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；以负荷矩最小为优化目标，考虑线路不交叉约束，建立不同时间段的配电网线路动态规划模型；对配电网线路动态规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路动态规划方案。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种城市配电网线路动态规划系统，包括：数据处理模块，用于将规划周期划分为多个时间段；获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；模型构建模块，用于以负荷矩最小为优化目标，考虑线路不交叉约束，建立不同时间段的配电网线路动态规划模型；模型求解模块，用于对配电网线路动态规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路动态规划方案。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的城市配电网线路动态规划方法。在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的城市配电网线路动态规划方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术基于真实街道布局，以负荷区块为研究对象，构建了考虑街区负荷的负荷等效模型，避免了使用传统等效负荷点而导致的实用性低的问题，规划结果适应性强，具有较高的工程参考价值。(2)本专利技术方法考虑线路不交叉约束，能够提高配电线路的可靠性，同时能够使得各配电线路边界清晰，便于分区管理；解决了配电网管理人员对于配电线路不交叉的需求。(3)本专利技术采用混合整数线性规划算法，通过将复杂问题转化为相对简单的线性问题来提高计算机求解的能力，解决了现有方法在考虑约束较多时，直接求解可能导致内存耗尽的问题。本专利技术的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例中城市配电网线路动态规划方法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一在一个或多个实施方式中，公开了一种城市配电网线路动态规划方法，参照图1，包括以下步骤：(1)将规划周期划分为多个时间段；具体的时间段划分根据实际需要进行，可以选择一年或若干年为一个时间段。(2)获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；具体地，对规划区域内街道布局和街区负荷处理方法进行建模；规划基础数据的输入，包括规划年、投资数据、负荷电源数据、街道布局数据等。在构建街道布局和街区负荷处理方法模型的过程中，根据配电网线路通常沿街道布局的特点，将规划区域内的街道作为待选支路，由于城市街道交错互通，将多条街道围成的小区块称之为街区(block)，围绕街区的一段街道称之为路段(segment)，路段相连接的地方称为路段交叉点(junction)。整个规划周期为T(年)，分为t个水平年。需要说明的是，用电负荷位于街区之中，供电线路可从街区周围任一条路段接入对负荷供电，则街区负荷处理方法模型为：其中，所有下标带t的变量表示在第t个水平年下的变量。NB为待规划街区集合；NS为待选支路集合；NJ为路段交叉点集合；Dbs,esg,t表示第b个街区内的负荷在第s个路段上的等效负荷值；参数Hb,s描述了街区b与路段s之间的联系。当街区b与路段s相邻时，Hb,s＝1；否则Hb,s＝0；表示线路l对第b个街区第s个路段上的负荷的供电量；Pi,j,l,t和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市配电网线路动态规划方法，其特征在于，包括：/n将规划周期划分为多个时间段；/n获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；/n以负荷矩最小为优化目标，考虑线路不交叉约束，建立不同时间段的配电网线路动态规划模型；/n对配电网线路动态规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路动态规划方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市配电网线路动态规划方法，其特征在于，包括：
将规划周期划分为多个时间段；
获取设定的时间段内，设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
以负荷矩最小为优化目标，考虑线路不交叉约束，建立不同时间段的配电网线路动态规划模型；
对配电网线路动态规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路动态规划方案。


2.如权利要求1所述的一种城市配电网线路动态规划方法，其特征在于，对规划区域内的各区块负荷进行处理，具体包括：
对于设定的规划时间段，将规划区域内的街道作为待选支路，将多条街道围成的区块作为街区；围绕街区的街道做为路段，路段相连接的地方作为路段交叉点；
用电负荷位于街区之中，供电线路从街区周围任一条路段接入对负荷供电；
将一个区块内的负荷等效分配到其周围的各条路段上，再通过在相应路段上建设线路完成对该等效负荷的供电。


3.如权利要求2所述的一种城市配电网线路动态规划方法，其特征在于，将一个区块内的负荷等效分配到其周围的各条路段上，再通过在相应路段上建设线路完成对该等效负荷的供电，具体包括：















其中，下标带t的变量表示在第t个水平年下的变量，NB为待规划街区集合；NS为待选支路集合；NJ为路段交叉点集合；表示第b个街区内的负荷在第s个路段上的等效负荷值；参数Hb,s描述了街区b与路段s之间的联系；表示线路l对第b个街区第s个路段上的负荷的供电量；Pi,j,l,t和Pj,i,l,t分别表示线路l上从节点i流到节点j和从节点j流到节点i的潮流；le(s)和ri(s)分别为路段s的左端节点和右端节点；Db,t表示第b个街区内的负荷值。


4.如权利要求1所述的一种城市配电网线路动态规划方法，其特征在于，考虑线路不交叉约束，具体包括：



其中，参数表示路段s与连接有四个路段的交叉点j的连接关系；根据路段s与交叉点j是否相连，以及交叉点j是否连接四个路段，确定的取值；和都是0/1变量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明强，方振，杨明，王孟夏，王成福，董晓明，王勇，苏亚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37