配电网扩展规划方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网扩展规划方法、装置、设备及存储介质。一种配电网扩展规划方法，包括：获取规划方案中的配电网的线路数据、发电机数据和成本数据，线路数据中包括线路和变压器的短路电流阈值；基于线路数据和发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程；基于线路数据、发电机数据、成本数据和阻抗矩阵方程建立满足短路电流阈值限制的配电网的动态扩展规划模型；对动态扩展规划模型进行线性化处理、求解获得配电网的优化分裂导线数、新增的发电机和母线的最佳额定电压。可为配电网的扩展规划提供理论数据依据，避免由于配电网扩展过程中增加新线路、新发电机带来的母线短路电流增加而带来的故障，避免升级和中断成本的增加。避免升级和中断成本的增加。避免升级和中断成本的增加。

【技术实现步骤摘要】
配电网扩展规划方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及配电网规划
，尤其涉及一种配电网扩展规划方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]配电网扩展规划是指在某一规划时间段内，根据负荷预测的结果和现有网络设施确定电网建设的方案，以满足规划年限内的用电需求和安全可靠的电网运行。
[0003]配电网规划问题是非常复杂的大规模组合优化问题。传统配电网规划的主要任务是根据规划期间网络中的空间负荷预测结果和现有网络的基本状况来确定最优的系统建设方案，即在满足负荷增长和安全可靠性供电的前提下，使得配电网络升级改造建设和运行费用最小。当配电系统容量满足不了所辖区内负荷的增长需求时或者某些用户对供电可靠性提出更高要求时，就需要对系统进行相应的增容。传统的增容方法通常是增加向常规电源的购电量，并对电网进行扩展规划，即在满足未来负荷增长要求以及网络运行约束的前提下，寻找一组最优的决策变量(如变电站位置和容量、馈线的路径和尺寸等)，使投资、运行、检修和网损等费用之和最小。
[0004]但是现有的配电网规划中主要考虑的是配电网的负荷预测和升级改造建设和运行费用，而缺乏对配电网的实际运行情况的考虑，使得变电站部件可能无法承受短路电力过大等故障，造成因故障而损坏。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种配电网扩展规划方法、装置、设备及存储介质，以实现对配电网的有效规划。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种配电网扩展规划方法，包括：
[0007]获取规划方案中的配电网的线路数据、发电机数据和成本数据，所述线路数据中包括线路和变压器的短路电流阈值；
[0008]基于所述线路数据和所述发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程；
[0009]基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立满足所述短路电流阈值限制的所述配电网的动态扩展规划模型；
[0010]对所述动态扩展规划模型进行线性化处理、求解获得所述配电网的优化分裂导线数、新增的发电机和母线的最佳额定电压。
[0011]可选的，所述基于所述线路数据和所述发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程，包括：
[0012]建立所述规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程；
[0013]建立所述规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压器后的第二阻抗矩阵方程。
[0014]可选的，所述建立规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程包
括：
[0015]利用以下公式计算规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新发电机前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量
[0016][0017][0018]其中，是所述新发电机的导纳，为添加所述新发电机前的阻抗矩阵的元素，为所述新发电机的阻抗。
[0019]可选的，所述建立所述规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压器后的第二阻抗矩阵方程，包括：
[0020]利用以下公式计算规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压后的第二阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量
[0021][0022][0023]其中，为配电网添加新线路和/或新变压后的第二阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的对角线元素ij的变化量，为添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的元素，为所述新线路和/或所述新变压的阻抗。
[0024]可选的，所述基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型，包括：
[0025]基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数；
[0026]基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的约束方程。
[0027]可选的，所述基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数，包括：
[0028]利用以下公式建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数：
[0029][0030]其中，C为目标函数成本；l和g分别为所述配电网中的线路和发电机的索引；u为电压等级索引；t为调度时间段数；c为规划方案中候选线路的分裂导线数；d为负荷需求水平索引；γ为投资折现率；为额定电压u 和分裂导线数c的候选线路l的投资成本；为候选发电机g的投资成本；为负荷需求水平d在t时段时的网络电力损耗。为在负荷需求水平 d下发电机g在t时段时的有功功率输出；OC
g
为发电机g运行成本；x
i,u,c,t
为 0
‑
1变量，如果在时间t、电压等级为u、分裂导线数为c的线路l，x
l,u,c,t
＝1，否则x
l,u,c,t
＝0；y
g,t
为0
‑
1变量，如果在t时段有发电机g，y
g,t
＝1；否则 y
g,t
＝0；π
t
为第t阶段能量损失值；τ
d
为负荷需求水平d的持续时间(小时)。
[0031]根据权利要求5所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的约束方程，包括：
[0032]建立候选线路和候选发电机数量约束、候选线路额定电压约束、候选线路导纳约束、输电线路支路潮流约束、输电线路容量约束、网络功率平衡约束、系统安全运行约束、候选发电机导纳约束、与候选线路相关的支路导纳约束、短路电流水平约束、新增候选线路后更新阻抗矩阵的对角线元素约束。
[0033]根据本专利技术的另一方面，提供了一种配电网扩展规划装置，包括：
[0034]获取模块，用于执行获取规划方案中的配电网的线路数据、发电机数据和成本数据；
[0035]矩阵模块，用于执行基于所述线路数据和所述发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程；
[0036]建模模块，用于执行基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型；
[0037]求解模块，用于执行对所述动态扩展规划模型进行线性化处理、求解获得所述配电网的优化分裂导线数、新增的发电机和母线的最佳额定电压。
[0038]根据本专利技术的另一方面，提供了一种配电网扩展规划设备，所述设备包括：
[0039]至少一个处理器；以及
[0040]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0041]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的配电网扩展规划方法。
[0042]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网扩展规划方法，其特征在于，包括：获取规划方案中的配电网的线路数据、发电机数据和成本数据，所述线路数据中包括线路和变压器的短路电流阈值；基于所述线路数据和所述发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程；基于所述线路数据、所述发电机数据、所述成本数据和所述阻抗矩阵方程建立满足所述短路电流阈值限制的所述配电网的动态扩展规划模型；对所述动态扩展规划模型进行线性化处理、求解获得所述配电网的优化分裂导线数、新增的发电机和母线的最佳额定电压。2.根据权利要求1所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述基于所述线路数据和所述发电机数据建立配电网的阻抗矩阵方程，包括：建立所述规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程；建立所述规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压器后的第二阻抗矩阵方程。3.根据权利要求2所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述建立规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程包括：利用以下公式计算规划方案中的配电网添加新发电机后的第一阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新发电机前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量相对于所述配电网添加所述新发电机前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量相对于所述配电网添加所述新发电机前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量其中，是所述新发电机的导纳，为添加所述新发电机前的阻抗矩阵的元素，为所述新发电机的阻抗。4.根据权利要求2所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述建立所述规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压器后的第二阻抗矩阵方程，包括：利用以下公式计算规划方案中的配电网添加新线路和/或新变压后的第二阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的对角线元素的变化量量量其中，为配电网添加新线路和/或新变压后的第二阻抗矩阵方程的元素相对于所述配电网添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的对角线元素ij的变化量，为添加所述新线路和/或所述新变压前的阻抗矩阵的元素，为所述新线路和/或所述新变压的阻抗。
5.根据权利要求1所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型，包括：基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数；基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的约束方程。6.根据权利要求5所述的配电网扩展规划方法，其特征在于，所述基于所述线路数据、所述发电机数据和所述成本数据建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数，包括：利用以下公式建立所述配电网的动态扩展规划模型的目标函数：其中，C为目标函数成本；l和g分别为所述配...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔慧超，李名科，曾子县，罗煜，钟锦星，曾远方，薛琰，庾力维，王健华，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：