一种馈线远方终端单元优化配置方法技术

本发明专利技术属于电力技术，具体涉及一种馈线远方终端单元优化配置方法，首先提出计及故障发生后实际的故障隔离流程和供电恢复流程之间耦合关系的用户停电时间量化方法，进而计算得到较为准确地用户停电成本。然后以FRTU的设备成本和用户停电成本之和最小为目标建立优化配置数学模型，并对其进行求解得到FRTU在配电网中的配置数量和具体的配置位置，该方法更为具体地，精细化分析了FRTU所参与的故障隔离过程与用户的恢复过程之间的耦合关系，并由此得到准确的用户停电时间计算模型。在配置FRTU的过程中考虑了更为实际的故障管理流程，所得出的结果可满足电力公司在现场配置FRTU的实际需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种馈线远方终端单元优化配置方法


[0001]本专利技术属于电力
，特别涉及一种馈线远方终端单元优化配置方法。

技术介绍

[0002]配电自动化系统(Distribution Automation System，DAS)是基于配电自动化技术并采用计算机及网络技术、通信技术、电子技术等建成的综合自动化系统。它可实现对配电网的自动监视和控制。
[0003]配电自动化系统一般分为三个层次：配电主站(配电调度中心)、配电子站(区域站)和配电终端层。作为配电自动化系统的骨架与支撑，配电自动化终端的正常运行对配电网至关重要。其中，馈线远方终端单元(FRTU)是配电自动化终端中最广泛使用的一类设备。只有当配电自动化终端正常在线运行时，才能实现对配电网的数据采集与分析，从而实现配电网运行监控、故障自动隔离和设备遥控操作等功能，最终达到减少停电时间、提高配电网供电可靠性的目的。
[0004]配电网地域分布广，结构复杂，馈线远方终端单元(FRTU)众多，安装分散，运行环境较恶劣，故障率较高，而配电自动化主站对馈线远方终端单元(FRTU)本身运行状态的监测功能较弱，难以直接、全面且及时的反映配电终端的运行情况。目前，对于馈线远方终端单元(FRTU)配置数量和配置位置都是根据历史经验确定的。一般而言，馈线远方终端单元(FRTU)经常是等距离的安装在一条馈线上或等数量的安装在不同馈线上。这样容易造成配置的经济性不高，而且故障处理的能力也得不到显著提高。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供一种考虑配电网中精细化故障管理流程的馈线远方终端单元(FRTU)优化配置方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种馈线远方终端单元优化配置方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、定义配电网中FRTU配置位置和配置数量的二元决策变量，并建立配电网中FRTU设备成本的计算模型；
[0008]步骤2、建立配电网中所有可能的位置发生故障后全部负荷停电成本的数学模型；
[0009]步骤3、构建以故障导致的负荷停电成本与FRTU设备成本之和最小为优化目标的FRTU优化配置数学模型；
[0010]步骤4、考虑经济性的优化配置原则在配电网中对FRTU进行配置，得到FRTU具体的配置位置和配置数量。
[0011]在上述馈线远方终端单元优化配置方法中，步骤1的实现包括：
[0012]步骤1.1、配电网中FRTU配置位置和配置数量的二元决策变量x
a
的计算方法为：
[0013][0014]上式中，配电网中所有手动开关的数量设为m；
[0015]步骤1.2、FRTU的设备成本的计算模型为：
[0016]C
Cost
(x)＝C
Cap
(x)+C
Main
(x)
[0017]上式中，C
Cap
(
·
)为FRTU的安装成本，C
Main
(
·
)为FRTU的运维成本；
[0018]其中，安装成本的表达如下：
[0019][0020]上式中，x
k
为表示编号为k的手动开关是否被FRTU远程遥控的二元决策变量；W
k,s
为编号为S的配电变电站所位于的杆塔上安装的手动开关编号的集合；W
S
为配电网中所有配电变电站编号的集合；M
FRTU
为单个FRTU的安装成本，M
EOM
为配合遥控操作所需的单个电动操作机构的安装成本；W
X
为配电网中所有手动开关编号的集合；
[0021]其中，运维成本的表达如下：
[0022][0023]上式中，x
k
为表示编号为k的手动开关是否被FRTU远程遥控的二元决策变量；W
k,s
为编号为S的配电变电站所位于的杆塔上安装的手动开关编号的集合；W
S
为配电网中所有配电变电站编号的集合；M
FRTU
为单个FRTU的安装成本；M
EOM
为配合遥控操作所需的单个电动操作机构的安装成本；W
X
为配电网中所有手动开关编号的集合；W
t
为所有运行年限的集合；D为折现率；h为运维成本占安装成本的比例百分数。
[0024]在上述馈线远方终端单元优化配置方法中，步骤2中所述的负荷停电成本数学模型为：
[0025][0026]上式中，C
out
(
·
)为所有运行年限内配电网中所有可能的位置发生故障后所有负荷停电成本之和；f为配电网中馈线的编号，i为配电网中故障元件的编号，j代表配电网中负荷的编号；W
t
为运行年限的集合；W
f
是所有馈线编号的集合，W
i
为所有可能发生故障元件编号的集合，W
j
为配电网中所有负荷编号的集合；D为折现率；λ
f,i
为馈线f上元件i的故障概率，W
k
为用户类型的编号的集合；P
t,f,j,k
为第t年馈线f上负荷点j上第k类用户的负荷大小；T
f,i,j
(
·
)为馈线f上位置i发生故障后，负荷j的停电时间；C
t,f,i,j,k
(
·
)为第t年馈线f上位置i发生故障后，负荷点j上第k类用户的停电成本；
[0027]C
t,f,i,j,k
(
·
)为T
f,i,j
(
·
)的函数，具体的表达如下：
[0028]C
t,f,i,j,k
(x)＝CDF
t,f,i,j,k
(T
f,i,j
(x))
[0029]上式中，CDF
t,f,i,j,k
(
·
)为用户停电损失函数；
[0030]其中，T
f,i,j
(
·
)表达如下：
[0031][0032]上式中，f为配电网中馈线的编号,i为配电网中故障元件的编号,j代表配电网中负荷的编号；W
f
是所有馈线编号的集合，W
i
为所有可能发生故障的元件编号的集合；W
i,main
为所有位于主馈线上的故障元件编号的集合，W
i,late
为所有位于负荷所在支线上的故障元件编号的集合；SP
B,C
为主电源与备用联络点之间路径上所有元件编号的集合；SP
j,B
代表负荷j和主电源之间路径上所有元件编号的集合；W
f,j
是馈线f上所有负荷编号的集合；为主馈线上元件的故障修复时间，为用户所在的支路上元件的故障修复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种馈线远方终端单元优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、定义配电网中FRTU配置位置和配置数量的二元决策变量，并建立配电网中FRTU设备成本的计算模型；步骤2、建立配电网中所有可能的位置发生故障后全部负荷停电成本的数学模型；步骤3、构建以故障导致的负荷停电成本与FRTU设备成本之和最小为优化目标的FRTU优化配置数学模型；步骤4、考虑经济性的优化配置原则在配电网中对FRTU进行配置，得到FRTU具体的配置位置和配置数量。2.根据权利要求1所述馈线远方终端单元优化配置方法，其特征在于：步骤1的实现包括：步骤1.1、配电网中FRTU配置位置和配置数量的二元决策变量x
a
的计算方法为：上式中，配电网中所有手动开关的数量设为m；步骤1.2、FRTU的设备成本的计算模型为：C
Cost
(x)＝C
Cap
(x)+C
Main
(x)上式中，C
Cap
(
·
)为FRTU的安装成本，C
Main
(
·
)为FRTU的运维成本；其中，安装成本的表达如下：上式中，x
k
为表示编号为k的手动开关是否被FRTU远程遥控的二元决策变量；W
k,s
为编号为S的配电变电站所位于的杆塔上安装的手动开关编号的集合；W
S
为配电网中所有配电变电站编号的集合；M
FRTU
为单个FRTU的安装成本，M
EOM
为配合遥控操作所需的单个电动操作机构的安装成本；W
X
为配电网中所有手动开关编号的集合；其中，运维成本的表达如下：上式中，x
k
为表示编号为k的手动开关是否被FRTU远程遥控的二元决策变量；W
k,s
为编号为S的配电变电站所位于的杆塔上安装的手动开关编号的集合；W
S
为配电网中所有配电变电站编号的集合；M
FRTU
为单个FRTU的安装成本；M
EOM
为配合遥控操作所需的单个电动操作机构的安装成本；W
X
为配电网中所有手动开关编号的集合；W
t
为所有运行年限的集合；D为折现率；h为运维成本占安装成本的比例百分数。3.根据权利要求1所述馈线远方终端单元优化配置方法，其特征在于：步骤2中所述的负荷停电成本数学模型为：上式中，C
out
(
·
)为所有运行年限内配电网中所有可能的位置发生故障后所有负荷停电成本之和；f为配电网中馈线的编号，i为配电网中故障元件的编号，j代表配电网中负荷
的编号；W
t
为运行年限的集合；W
f
是所有馈线编号的集合，W
i
为所有可能发生故障元件编号的集合，W
j
为配电网中所有负荷编号的集合；D为折现率；λ
f,i
为馈线f上元件i的故障概率，W
k
为用户类型的编号的集合；P
t,f,j,k
为第t年馈线f上负荷点j上第k类用户的负荷大小；T
f,i,j
(
·
)为馈线f上位置i发生故障后，负荷j的停电时间；C
t,f,i,j,k
(
·
)为第t年馈线f上位置i发生故障后，负荷点j上第k类用户的停电成本；C
t,f,i,j,k
(
·
)为T
f,i,j
(
·
)的函数，具体的表达如下：C
t,f,i,j,k
(x)＝CDF
t,f,i,j,k
(T
f,i,j
(x))上式中，CDF
t,f,i,j,k
(
·
)为用户停电损失函数；其中，T

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金锐，詹申俊，常永乐，陈吕泉，李振海，漆婉滢，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：