一种基于操作频率的配电网网络重构方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于操作频率的配电网网络重构方法及装置，建立配电网的线路开关频率约束，使用线路开关频率约束控制配电网中每条线路的操作频率，能够精确约束线路的开关频率，提高了配电网线路使用寿命。对配电网建立线性化潮流约束，并使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量，能够将原有的非线性问题转化为线性问题；以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数，结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，得到配电网检修期间风险最小的动态网络拓扑，适合应用于配电网检修网络重构等场景之中。之中。之中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于操作频率的配电网网络重构方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统运行优化
，特别涉及一种基于操作频率的配电网网络重构方法及装置。

技术介绍

[0002]配电网是电力系统的重要组成部分，配电网的检修工作是保证配电网安全可靠运行、延长设备寿命的必要手段之一。但配电网检修必然导致部分线路停运，造成部分负荷失电。通过传统的转供方法可能不能保证检修期间配电网运行的安全性。而网络重构可以改变网络拓扑，是有效提高网络安全性的方法之一。因此需要通过网络重构方法寻找使得配电网检修期间风险最小的网络拓扑优化方案。
[0003]同时，如果线路开关频繁动作，会缩短对应线路的寿命，导致配电网中出现薄弱环节，因此需要在网络重构方法中限制线路开关的操作频率。目前已有的对开关次数的限制往往约束一个时刻可以动作的开关总数，或者把开关动作的成本直接放在目标函数中，这样一方面仍然可能造成过高的动作频率，另一方面可能会出现部分线路频繁动作，而剩余线路保持不变的问题。这也加剧了开关寿命不平衡的问题。
[0004]如何配合检修工作，如何精确约束每条线路的动作频率，找到可以精确限制开关操作频率的配电网动态网络重构方法是目前电力系统运行优化
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于操作频率的配电网网络重构方法及装置，能够避免配电网线路开关操作过于频繁，提高线路开关寿命。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于操作频率的配电网网络重构方法，包括步骤：
[0008]建立配电网的线路开关频率约束，使用所述线路开关频率约束控制配电网中每条线路的操作频率；
[0009]对配电网建立线性化潮流约束，并使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量；
[0010]以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数，结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，动态重构检修风险最小的配电网网络。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：
[0012]一种基于操作频率的配电网网络重构装置，包括：
[0013]线路开关频率约束建立模块，用于建立配电网的线路开关频率约束，使用所述线路开关频率约束控制配电网中每条线路的操作频率；
[0014]线性化约束建立模块，用于对配电网建立线性化潮流约束，并使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量；
[0015]配电网网络重构模块，以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数，
结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，动态重构检修风险最小的配电网网络。
[0016]进一步地，所述线路开关频率约束建立模块，用于建立配电网的线路开关频率约束包括：
[0017]根据配电网中开关操作的间隔时间建立配电网的线路开关频率约束：
[0018][0019][0020][0021][0022]式中，x
ij,k
表示支路(i,j)在k时刻的开关状态，x
ij,k
＝1表示支路(i,j)在k时刻投入运行，x
ij,k
＝0表示支路(i,j)在k时刻未投入运行，t表示当前时间断面的编号，τ表示优化时间段内的最大时间断面编号，CT
ij
和OT
ij
分别表示支路(i,j)投入运行和切出运行动作发生后需要保持的连续时间，Φ
lc
表示参与重构的线路集合。
[0023]进一步地，所述线性化约束建立模块，用于对配电网建立线性化潮流约束包括：
[0024]建立不考虑线路网损的线性化潮流约束，并将所述线性化潮流约束中有功潮流和无功潮流的条件约束转换为不等式约束。
[0025]进一步地，所述线性化约束建立模块，用于使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量包括：
[0026]建立电压安全约束和支路潮流热约束：
[0027][0028][0029]式中，V
l
表示电压安全运行下限；V
h
表示电压安全运行上限；表示支路(i,j)的安全运行视在功率，即热约束；
[0030]对所述电压安全约束引入松弛变量；
[0031]将所述支路潮流热约束抽象为圆约束，将抽象后的圆约束转换为多个正方形约束后，引入松弛变量表示运行点潮流越限的程度。
[0032]进一步地，所述线性化约束建立模块进一步包括：
[0033]对电压安全约束引入两个松弛变量：
[0034][0035][0036]式中，与分别表示电压越上限和越下限的松弛变量，表示节点电压偏离安全
运行范围的程度。
[0037]进一步地，所述线性化约束建立模块进一步包括：
[0038]将所述支路潮流热约束抽象为圆约束，将抽象后的圆约束转换为四个正方形约束，并引入松弛变量表示运行点潮流越限的程度：
[0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049]式中，表示t时刻支路(i,j)的潮流运行点(P
ij
,Q
ij
)的16个松弛变量，表示t时刻所有松弛变量的最大值。
[0050]进一步地，所述配电网网络重构模块进一步包括：
[0051]建立检修线路的约束、节点注入功率约束、分布式电源注入和变电站的功率约束、配电网辐射状拓扑约束以及参考节点的约束。
[0052]进一步地，所述配电网网络重构模块，用于以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数包括：
[0053][0054]式中，c
v
表示节点电压越限的成本系数，c
S
表示线路潮流越限的成本系数。
[0055]进一步地，所述配电网网络重构模块，用于结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，动态重构检修风险最小的配电网网络包括：
[0056]结合线路开关频率约束、线性化潮流约束、检修线路的约束、节点注入功率约束、分布式电源注入和变电站的功率约束、配电网辐射状拓扑约束以及参考节点的约束，得到动态网络重构模型；
[0057]通过求解所述动态网络重构模型得到配电网检修风险最小的网络拓扑。
[0058]本专利技术的有益效果在于：建立配电网的线路开关频率约束，使用线路开关频率约束控制配电网中每条线路的操作频率，能够精确约束线路的开关频率，提高了配电网线路使用寿命。对配电网建立线性化潮流约束，并使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量，能够将原有的非线性问题转化为线性问题；以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数，结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，得到配电网检修期间风险最小的动态网络拓扑，适合应用于配电网检修网络重构等场景之中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于操作频率的配电网网络重构方法，其特征在于，包括步骤：建立配电网的线路开关频率约束，使用所述线路开关频率约束控制配电网中每条线路的操作频率；对配电网建立线性化潮流约束，并使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量；以配电网状态变量越限频率和程度最小化作为目标函数，结合所述线路开关频率约束以及所述线性化潮流约束求解所述目标函数，动态重构检修风险最小的配电网网络。2.根据权利要求1所述的一种基于操作频率的配电网网络重构方法，其特征在于，所述建立配电网的线路开关频率约束包括：根据配电网中开关操作的间隔时间建立配电网的线路开关频率约束：根据配电网中开关操作的间隔时间建立配电网的线路开关频率约束：根据配电网中开关操作的间隔时间建立配电网的线路开关频率约束：根据配电网中开关操作的间隔时间建立配电网的线路开关频率约束：式中，x
ij,k
表示支路(i,j)在k时刻的开关状态，x
ij,k
＝1表示支路(i,j)在k时刻投入运行，x
ij,k
＝0表示支路(i,j)在k时刻未投入运行，t表示当前时间断面的编号，τ表示优化时间段内的最大时间断面编号，CT
ij
和OT
ij
分别表示支路(i,j)投入运行和切出运行动作发生后需要保持的连续时间，Φ
lc
表示参与重构的线路集合。3.根据权利要求1所述的一种基于操作频率的配电网网络重构方法，其特征在于，所述对配电网建立线性化潮流约束包括：建立不考虑线路网损的线性化潮流约束，并将所述线性化潮流约束中有功潮流和无功潮流的条件约束转换为不等式约束。4.根据权利要求1所述的一种基于操作频率的配电网网络重构方法，其特征在于，所述使用最大松弛变量替代配电网的非线性潮流越限量包括：建立电压安全约束和支路潮流热约束：建立电压安全约束和支路潮流热约束：式中，V
l
表示电压安全运行下限；V
h
表示电压安全运行上限；表示支路(i,j)的安全运行视在功率，即热约束；对所述电压安全约束引入松弛变量；将所述支路潮流热约束抽象为圆约束，将抽象后的圆约束转换为多个正方形约束后，引入松弛变量表示运行点潮流越限的程度。5.根据权利要求4所述的一种基于操作频率的配电网网络重构方法，其特征在于，对所
述电压安全约束引入松弛变量包括：对电压安全约束引入两个松弛变量：对电压安全约束引入两个松弛变量：式中，与分别表示电压越上限和越下限的松弛变量，表示节点电压偏离安全运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毅，吴文传，陈浩，黄海，王彬，吴桂联，巩哲，廖锦霖，倪识远，陈茂新，张伟骏，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：