本发明专利技术提供一种柔性合环移相调压器选型配置优化方法及系统，优化方法包括以下步骤：采集配电网信息及历史负荷数据；建立基于CNN‑ARIMA‑LSTM算法的负荷预测模型；建立多个调压器与输电线路计算模型；给定调压器容量及型号范围，得到基础配置方案；对各配置方案基于上述各计算模型分别进行计算，并进行负荷预测，进而进行安全性判断，输出满足预设值的配置方案；对满足预设值的配置方案的各模型输出值进行加权得分计算，选取加权得分最高的配置方案作为最优配置方案输出。本方案综合考虑了移相调压器本体的热稳定性、线路的热稳定性及负荷增长的安全性，得到最优配置方案，实现配电网规划长远经济性和安全性的兼顾，具有高度的可解释性、可实施性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统优化，具体涉及一种柔性合环移相调压器选型配置优化方法及系统。
技术介绍
1、随着城市化进程的加快和经济的快速增长，我国对电力系统管理和智能化水平的要求日益增高，用户对电能供应的稳定性和质量要求也愈发严苛。目前，配电网结构不合理和发展滞后问题日益突出，在负荷高峰期，受端电网负荷长时间处于高位运行，负荷分配不均衡导致配电网设备过载和输电阻塞问题频发。
2、目前配电网柔性合环规划方面普遍采用粗略的规划手段，缺少行之有效的规划方法以及基础的规划依据，同时传统规划方案缺乏对配电网潮流分布方面的考虑，缺乏对未来负荷增长对配电网安全影响的考虑，缺少有效协调平衡配电网规划过程中电网侧的经济性和安全性的手段。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种综合考虑移相调压器稳定性及负荷增长安全性的柔性合环移相调压器选型配置优化方法及系统。
2、技术方案：一种柔性合环移相调压器选型配置优化方法，包括以下步骤：
3、(1)采集配电网设备信息、配电网线路信息、配电网电气量信息及历史负荷数据；
4、(2)建立基于cnn-arima-lstm算法的负荷预测模型；
5、(3)建立配网线路合环冲击电流计算模型、调压器热稳定性计算模型、输电线路热稳定性计算模型、调压器损耗模型、调压器运行效率模型；
6、(4)根据配电网设备信息、配电网线路信息，给定柔性合环移相调压器容量及型号范围，得到对应的配置方案；
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p>7、(5)根据配电网设备信息、配电网线路信息、配电网电气量信息及历史负荷数据，对各配置方案基于上述各模型分别进行计算，并进行安全性判断，输出满足预设值的配置方案；8、(6)对满足预设值的配置方案的各模型输出值进行加权得分计算，选取加权得分最高的配置方案作为最优配置方案输出。
9、具体的，所述配电网设备信息包括配变类型、配变容量、空载损耗、负载损耗及短路阻抗；所述配电网线路信息包括线路型号、线路单位阻抗及线路长度；所述配电网电气量信息包括三相电压、三相电流及功率因数；所述历史负荷数据包括配网历史最高负荷日时网架各节点当天的负荷数据。
10、具体的，所述步骤(2)包括以下子步骤：
11、(21)使用cnn算法对历史负荷数据进行数据特征提取，计算公式如下：
12、yt＝pool(σ(x*g)*w+b)
13、式中：x是输入数据，g是卷积核，*表示卷积操作，σ是激活函数，pool是池化操作，w是权重矩阵，b是偏置向量，yt是数据特征输出结果；
14、(22)利用lstm算法对cnn算法提取的数据特征输出结果yt进行负荷预测，计算公式如下：
15、ht＝lstm(yt,ht-1)
16、εt＝h-ht
17、式中：lstm为计算单元，yt为cnn算法的数据特征输出结果，ht-1为前一时刻的隐藏状态，ht为当前时刻的隐藏状态，h为负荷实际值，εt为lstm预测结果与实际值之间的残差序列；
18、(23)利用arima算法对lstm算法得到的残差序列εt进行建模，得到负荷预测结果，计算公式如下：
19、αt＝arima(εt)
20、式中：αt为负荷预测结果，arima为建模计算单元，εt为残差序列。
21、优选的，所述步骤(2)还包括：
22、(24)给定权重值，对残差序列及负荷预测结果进行加权平均计算，得到加权负荷预测结果，计算公式如下：
23、δt＝w1εt+w2αt
24、式中：δt为加权负荷预测结果，εt为残差序列，αt为负荷预测结果，w1为残差序列的权重，w2为负荷预测结果的权重。
25、具体的，所述配网线路合环冲击电流计算模型包括合环点稳态合环电流分析模型及合环最大冲击电流分析模型，计算公式如下：
26、合环点稳态合环电流分析模型：
27、
28、式中:分别为合环点两侧电压，r1为合环点送端线路电阻值,l1为合环点送端线路电感值，r2为合环点受端线路中电阻值，l2为合环点受端线路中电感值，为合环电流稳态幅值；
29、合环最大冲击电流分析模型：
30、
31、式中：为合环电流稳态幅值，ta为衰减时间常数，iim为合环最大冲击电流。
32、具体的，所述调压器热稳定性计算模型，计算公式如下：
33、
34、式中：j为短路绕组中的电流密度；t1为短路持续的时间；θ0为绕组的起始温度；θ1为绕组短路后平均温度。
35、具体的，所述输电线路热稳定性计算模型，计算公式如下：
36、
37、式中：tl为输电线路的温度，tta为周边环境的温度；tl0为输电线路的初始温度；ta为衰减时间常数，t为输电时间，i为输电线电流；ra为交流电阻值；rd为直流电阻值；m为质量；cp为导体比热容；β和kj均为常数。
38、具体的，所述调压器损耗模型，计算公式如下：
39、p损＝p0+β2pk
40、式中：p损为调压器综合损耗，p0为调压器空载损耗，β为调压器的负荷率，pk为调压器短路损耗。
41、具体的，所述调压器运行效率模型，计算公式如下：
42、
43、式中：η为调压器运行效率，st为调压器的额定容量，为负载的功率因数。
44、本专利技术还提供一种柔性合环移相调压器选型配置优化系统，包括：
45、数据采集模块：用于采集配电网设备信息、配电网线路信息、配电网电气量信息及历史负荷数据；
46、负荷预测模块：用于建立基于cnn-arima-lstm算法的负荷预测模型；
47、模型构建模块：用于建立配网线路合环冲击电流计算模型、调压器热稳定性计算模型、输电线路热稳定性计算模型、调压器损耗模型、调压器运行效率模型；
48、方案配置模块：用于根据配电网设备信息、配电网线路信息，给定柔性合环移相调压器容量及型号范围，得到对应的配置方案；
49、方案初筛模块：用于根据配电网设备信息、配电网线路信息、配电网电气量信息及历史负荷数据，对各配置方案基于上述各模型分别进行计算，并进行安全性判断，输出满足预设值的配置方案；
50、方案输出模块：用于对满足预设值的配置方案的各模型输出值进行加权得分计算，选取加权得分最高的配置方案作为最优配置方案输出。
51、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著效果是：采集配电网信息及历史负荷数据后，给定柔性合环移相调压器的容量及型号范围，得到基础配置方案，通过cnn-arima-lstm算法融合应用进行负荷预测，通过多个计算模型计算得到输出值，与设定值对比，进行安全性判断后给出符合安全要求的配置方案，进一步考虑移相调压器本体的热稳定性、线路的热本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述配电网设备信息包括配变类型、配变容量、空载损耗、负载损耗及短路阻抗；所述配电网线路信息包括线路型号、线路单位阻抗及线路长度；所述配电网电气量信息包括三相电压、三相电流及功率因数；所述历史负荷数据包括配网历史最高负荷日时网架各节点当天的负荷数据。
3.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述步骤(2)还包括：
5.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述配网线路合环冲击电流计算模型包括合环点稳态合环电流分析模型及合环最大冲击电流分析模型，计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述调压器热稳定性计算模型，计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述输电线路热稳定性计算模型，计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述调压器损耗模型，计算公式如下：
9.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述调压器运行效率模型，计算公式如下：
10.一种柔性合环移相调压器选型配置优化系统，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述配电网设备信息包括配变类型、配变容量、空载损耗、负载损耗及短路阻抗；所述配电网线路信息包括线路型号、线路单位阻抗及线路长度；所述配电网电气量信息包括三相电压、三相电流及功率因数；所述历史负荷数据包括配网历史最高负荷日时网架各节点当天的负荷数据。
3.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述步骤(2)包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法，其特征在于：所述步骤(2)还包括：
5.根据权利要求1所述的柔性合环移相调压器选型配置优化方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文松，彭中山，徐洪海，皇甫晨晨，郭柏良，瞿诚，王志刚，王学海，胡蓉，张勇，顾鑫，朱恺之，耿建，
申请(专利权)人：江苏宏源电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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