规划区域内配电网开闭所的选址方法技术

本发明专利技术涉及一种规划区域内配电网开闭所的选址方法，属于电力系统配网规划技术领域。该方法通过建立所述开闭所的选址数学模型，建立所述开闭所选址数学模型与粒子群算法关联，对所述规划区域内的电力负荷进行预测并得到所述规划区域的远期成熟负荷值，粒子群算法参数初始化，确定开闭所的供电范围，计算每种所址组合的开闭所总成本，根据粒子群算法分别更新粒子的速度和位置向量，最后输出并校验结果。该方法独创地提出了开闭所选址数学模型，并将开闭所选址数学模型与粒子群算法的进行关联，通过粒子群算法迭代计算寻优过程中不断调整和不断优化，直到最终找出符合总成本最小的开闭所位置地址。的开闭所位置地址。

【技术实现步骤摘要】
规划区域内配电网开闭所的选址方法


[0001]本专利技术涉及一种规划区域内配电网开闭所的选址方法，属于电力系统配网规划


技术介绍

[0002]开闭所是城市配电网的重要组成部分，其所址的选择是城网配网规划的重要环节，关系到负荷点的电源供应是否可靠以及配网网架结构是否合理。对于一个规划区域，如何在综合考虑开闭所设置的原则、影响开闭所建设的各类影响因素和准确分析开闭所选址问题的特点的基础上，准确而迅速的确定该区域开闭所的最优方案，即所需开闭所的数量、开闭所的进出线数量、开闭所的位置、开闭所的投资等各方面最优，是一个需要解决的问题。
[0003]目前配电网规划设计中，开闭所选址主要依靠设计人员的经验，在城市规划部门提供的CAD控详图纸上进行人工布置，耗时费力，准确性不高，最后的结果很难保证是最优方案。现有利用计算机针对开闭所的位置和供电范围进行选址的尚未见到文献报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：在配电网规划设计时能够对开闭所进行准确选址。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种规划区域内配电网开闭所的选址方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、建立所述开闭所的选址数学模型
[0007]在规划年负荷分布已知的情况下，以开闭所转供负荷能力为约束条件，建立以所述开闭所及其出线的年投资和运行维护总费用最小的目标函数如下式(1)
[0008]min C
∑
＝C
SJ
+C
LJ
+C
LYJ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0009]式(1)中，C
∑
是折算到每年的开闭所总成本；C
SJ
是折算到每年的开闭所建设及检修维护成本，由下式(2)表达；C
LJ
是折算到每年的开闭所所带负荷线路建设成本，由下式(3)表达；C
LYJ
是开闭所所带负荷线路每年的运行检修成本，由下式(4)表达；
[0010][0011][0012][0013]式(2)
‑
(4)中，α是开闭所建设中单回进出线的成本；N
i∑
第i个开闭所进出线间隔总回数，N
i∑
＝N
i进
+N
i出
，N
i进
是第i个开闭所的进线间隔总回数，N
i出
是第i 个开闭所的出线间
隔总回数；δ是开闭所单位面积用地成本；η是地理修正因子；A
si
是第i个开闭所占地面积；γ0是贴现率；μ1是开闭所出线单位长度的成本；ms是开闭所出线线路的经济运行年限；D1是开闭所与所带负荷间线路的地形修正系数；ml 是新建开闭所出线线路的经济运行年限；M是开闭所数量；β是开闭所出线网损折算系数，由下式(5)表达；F
SJW
是开闭所的年检修费用，由下式(6)表达；F
LJW
是开闭所出线线路的检修维护费用，由下式(7)表达；l
ij
是第i个开闭所与第j个负荷之间的线路的长度，按下式(5)计算；
[0014][0015]式(8)中，(x
i
,y
i
)、(x
j
,y
j
)分别是第i个开闭所和第j个负荷点的位置坐标；
[0016]所述目标函数的约束条件如下式(9)，
[0017][0018]式(9)中，P
j
是开闭所负荷的第j个负荷点的有功功率，单位MW；S
imax
是第i个开闭所可转供的最大转供容量，单位MVA；是开闭所负荷的负荷功率因数；W
j
是第j个负荷所在地区的供电半径限制；
[0019]θ
ij
是第j个负荷点是否由第i个开闭所供电标志，若θ
ij
＝0，表示“否”，若θ
ij
＝1，表示“是”；
[0020]J
i
是第i个开闭所所带负荷的集合；
[0021]步骤2、建立所述开闭所的选址数学模型与粒子群算法的关联
[0022]将步骤1中的折算到每年的开闭所总成本C
∑
直接设为粒子群算法中的适应度函数值，粒子群代表所有开闭所组合，粒子群中每个粒子都代表一个开闭所的位置坐标信息；所述粒子群参数包括粒子数n、变量的维数D、学习因子c1和c2、最大迭代次数Iter
max
、算法的收敛精度ξ、粒子速度的变化区间范围[v
min
,v
max
]，粒子的初始速度v
id0
，惯性权重ω；
[0023]步骤3、根据规划局提供的规划区域的控制性详细规划图纸，利用已知的建设用地负荷密度指标法或地均负荷密度法，对所述规划区域内的电力负荷进行预测，得到所述规划区域的远期成熟负荷值；
[0024]根据所述远期成熟负荷值，按照下式(16)计算出所述规划区域内需要新建的所述开闭所的数量M，
[0025][0026]式(16)中，T
sl
是规划区域内负荷的同时率；
[0027]步骤4、确定每个开闭所的供电范围
[0028]步骤4.1、在所述规划区域范围内随机初始化各开闭所的位置；
[0029]步骤4.2、根据给出的各个开闭所的位置，计算每个负荷点到各个开闭所的距离。对于每个负荷点，把它划到距离最近的那个开闭所的供电范围中；
[0030]步骤4.3、遍历步骤4.2后未被分配出去的剩余负荷，分别计算每个剩余负荷距离每个开闭所的距离，找到距离每个剩余负荷最近的每个开闭所；
[0031]步骤4.4、如果将距离最近开闭所的剩余负荷分配给该开闭所之后使得该开闭所的转供负荷不超过该开闭所的最大转供容量，则将该剩余负荷分配给该开闭所；反之如果超过该开闭所的最大转供容量，则不再参与该开闭所供电范围的划分，在其余的开闭所继续上述步骤，直到将剩余负荷全部分配给不超过最大转供容量的开闭所；
[0032]步骤5、根据各个开闭所划分的供电范围确定每个开闭所的最优位置
[0033]步骤5.1、单个开闭所优化选址
[0034]将所述粒子群的粒子数n视为单个开闭所在所述规划区域内的位置数，通过粒子群算法得到单个开闭所的最优位置，
[0035]步骤5.2、重复步骤5.1，找到全部M个开闭所的最优位置，并得到对应的每个开闭所的供电范围以及每年的开闭所总成本C
∑
。
[0036]本专利技术的有益效果是：通过在城市控制性详细规划图纸的基础上，对区域内用电负荷进行预测，提出了规划区域内动态确定开闭所供电范围的优化方法；其有益效果是：通过采用本方法，明确和规范了开闭所选址的计算步骤和流程，具有建模简单、可靠性高、工作效率高等优点，可以准确而迅速的得出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种规划区域内配电网开闭所的选址方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、建立所述开闭所的选址数学模型在规划年负荷分布已知的情况下，以开闭所转供负荷能力为约束条件，建立以所述开闭所及其出线的年投资和运行维护总费用最小的目标函数如下式(1)minC
∑
＝C
SJ
+C
LJ
+C
LYJ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，C
∑
是折算到每年的开闭所总成本；C
SJ
是折算到每年的开闭所建设及检修维护成本，由下式(2)表达；C
LJ
是折算到每年的开闭所所带负荷线路建设成本，由下式(3)表达；C
LYJ
是开闭所所带负荷线路每年的运行检修成本，由下式(4)表达；由下式(4)表达；由下式(4)表达；式(2)
‑
(4)中，α是开闭所建设中单回进出线的成本；N
i∑
第i个开闭所进出线间隔总回数，N
i∑
＝N
i进
+N
i出
，N
i进
是第i个开闭所的进线间隔总回数，N
i出
是第i个开闭所的出线间隔总回数；δ是开闭所单位面积用地成本；η是地理修正因子；A
si
是第i个开闭所占地面积；γ0是贴现率；μ1是开闭所出线单位长度的成本；ms是开闭所出线线路的经济运行年限；D1是开闭所与所带负荷间线路的地形修正系数；ml是新建开闭所出线线路的经济运行年限；M是开闭所数量；β是开闭所出线网损折算系数，由式(14)表达；F
SJW
是开闭所的年检修费用，由式(15)表达；F
LJW
是开闭所出线线路的检修维护费用，由式(16)表达；l
ij
是第i个开闭所与第j个负荷之间的线路的长度，按下式(5)计算；式(8)中，(x
i
,y
i
)、(x
j
,y
j
)分别是第i个开闭所和第j个负荷点的位置坐标；所述目标函数的约束条件如下式(6)，
式(9)中，P
j
是开闭所负荷的第j个负荷点的有功功率，单位MW；S
imax
是第i个开闭所可转供的最大转供容量，单位MVA；是开闭所负荷的负荷功率因数；W
j
是第j个负荷所在地区的供电半径限制；θ
ij
是第j个负荷点是否由第i个开闭所供电标志，若θ
ij
＝0，表示“否”，若θ
ij
＝1，表示“是”；J
i
是第i个开闭所所带负荷的集合；步骤2、建立所述开闭所的选址数学模型与粒子群算法的关联将步骤1中的折算到每年的开闭所总成本C
∑
直接设为粒子群算法中的适应度函数值，粒子群中每个粒子都代表一个开闭所的位置坐标信息，粒子群代表所有开闭所组合；所述粒子群参数包括粒子数n、变量的维数D、学习因子c1和c2、最大迭代次数Iter
max
、算法的收敛精度ξ、粒子速度的变化区间范围[v
min
,v
max
]，粒子的初始速度v
id0
，惯性权重ω；步骤3、根据规划局提供的规划区域的控制性详细规划图纸，利用已知的建设用地负荷密度指标法或地均负荷密度法，对所述规划区域内的电力负荷进行预测，得到所述规划区域的远期成熟负荷值；根据所述远期成熟负荷值，按照下式(16)计算出所述规划区域内需要新建的所述开闭所的数量M，式(16)中，T
sl
是规划区域内负荷的同时率；步骤4、确定每个开闭所的供电范围步骤4.1、在所述规划区域范围内随机初始化各开闭所的位置；步骤4.2、根据给出的各个开闭所的位置，计算每个负荷点到各个开闭所的距离。对于每个负荷点，把它划到距离最近的那个开闭所的供电范围中；步骤4.3、遍历步骤4.2后未被分配出去的剩余负荷，分别计算每个剩余负荷距离每个开闭所的距离，找到距离每个剩余负荷最近的每个开闭所；步骤4.4、如果将距离最近开闭所的剩余负荷分配给该开闭所之后使得该开闭所的转供负荷不超过该开闭所的最大转供容量，则将该剩余负荷分配给该开闭所；反之如果超过该开闭所的最大转供容量，则不再参与该开闭所供电范围的划分，在其余的开闭所继续上述步骤，直到将剩余负荷全部分配给不超过最大转供容量的开闭所；步骤5、根据各个开闭所划分的供电范围确定每个开闭所的最优位置步骤5.1、单个开闭所优化选址将所述粒子群的粒子数n视为单个开闭所在所述规划区域内的位置数，通过粒子群算法得到单个开闭所的最优位置，步骤5.2、重复步骤5.1，找到全部M个开闭所的最优位置，并得到对应的每个开闭所的最优供电范围以及每年的开闭所总成本C
∑
。2.根据权利要求1所述规划区域内配电网开闭所的选址方法，其特征在于：所述步骤2中的粒子群算法公式如下式(8)
‑
(9)，
v
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x
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(10)x...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱英杰，卫茹，徐锋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，
类型：发明
国别省市：