本發(fā)明涉及配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)：

近年來，我國配電網(wǎng)出現(xiàn)了很多新特點(diǎn)，包括分布式發(fā)電、儲能和電動汽車在內(nèi)的分布式能源接入比例逐年增大，配電網(wǎng)遇到波動性大和雙向潮流等問題。我國配電網(wǎng)絡(luò)一般采用“環(huán)網(wǎng)設(shè)計、開環(huán)運(yùn)行”的接線方式，這樣的配電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難滿足大量接入分布式電源、智能可控負(fù)荷和儲能設(shè)備的要求。主動配電網(wǎng)是國外率先提出的配電網(wǎng)未來發(fā)展的一大技術(shù)方向，通過靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及配置先進(jìn)的通信自動化設(shè)備，不但可以解決目前配電網(wǎng)所遇到的問題，而且還可以極大提升配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

目前，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法主要是：首先，在中長期負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上計算負(fù)荷的地理分布確定變電站位置以及供電分區(qū)，同時按照守則的容載比標(biāo)準(zhǔn)確定變電站容量。然后，在網(wǎng)絡(luò)的N-1安全性原則基礎(chǔ)上，按照手拉手方式規(guī)劃線路。最后，對每條線路按照導(dǎo)則的要求配置相應(yīng)的保護(hù)、通信和自動化設(shè)備。顯而易見地，該配電網(wǎng)規(guī)劃方法未充分考慮負(fù)荷的波動性和區(qū)域的可調(diào)互補(bǔ)特性，從而使得規(guī)劃的配電網(wǎng)絡(luò)靈活性受到限制，難以滿足實(shí)際情況下復(fù)雜多變的運(yùn)行方式。

主動配電網(wǎng)下不同時間段區(qū)域間負(fù)荷分布差異很大，相鄰區(qū)域間存在可調(diào)互補(bǔ)的空間。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法沒有充分挖掘各區(qū)域負(fù)荷互補(bǔ)的效益，會造成電力資產(chǎn)利用率較低的狀況。因此，主動配電網(wǎng)規(guī)劃時可根據(jù)變電站之間的可調(diào)互補(bǔ)特性將合適的變電站劃分到同一個變電站組內(nèi)，然后在其中考慮更復(fù)雜的接線模式以及使用更先進(jìn)的二次設(shè)備，以便進(jìn)一步提升主動配電網(wǎng)規(guī)劃方案的主動化水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠充分挖掘主動配電網(wǎng)下變電站之間可調(diào)互補(bǔ)特性的主動配電網(wǎng)規(guī)劃方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)在所規(guī)劃主動配電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)劃分供電區(qū)域并確定每一變電站的位置；

2)根據(jù)各供電區(qū)域所對應(yīng)的凈負(fù)荷曲線P(t)，確定任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij；

3)根據(jù)任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij，計算任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離D_ij；

4)根據(jù)任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離D_ij，將若干個變電站進(jìn)行聚類分析，進(jìn)而確定A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組；

5)采用智能算法分別確定A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組中每一變電站組n個時刻t₁，t₂，…，t_n當(dāng)中每一時刻的最佳接線方案，確定整個主動配電網(wǎng)的最佳接線方案。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述步驟1)采用最小負(fù)荷距法劃分供電區(qū)域并確定每一變電站的位置。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述步驟2)中任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij，確定具體過程為：

假設(shè)任意兩變電站i和j的凈負(fù)荷曲線分別為P_i(t)和P_j(t)，分別在凈負(fù)荷曲線P_i(t)和P_j(t)上對應(yīng)取n個時刻t₁，t₂，…，t_n，則變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij為：

式中，C_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)，θ_k表示t_k時刻的權(quán)重系數(shù)，C_k表示t_k時刻i、j變電站負(fù)荷的關(guān)聯(lián)度參數(shù)；

$C_k=1/\[1+\left|\frac{P_i\left(t_k\right)}{\underset{m=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i\left(t_m\right)/n}-\frac{P_j\left(t_k\right)}{\underset{m=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_j\left(t_m\right)/n}\right|\]$

式中，P_i(t_k)表示變電站i在t_k時刻的凈負(fù)荷，P_i(t_m)表示變電站i在t_m時刻的凈負(fù)荷，n表示時刻的個數(shù)，P_j(t_k)表示變電站j在t_k時刻的凈負(fù)荷，P_j(t_m)表示變電站j在tm時刻的凈負(fù)荷。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述步驟3)中任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離D_ij的計算過程為：

D_ij＝α*C_ij+β*distance_ij

式中，D_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離，C_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)，distance_ij表示任意兩變電站i和j之間的電氣距離，α表示C_ij對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，β表示distance_ij對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述步驟4)中采用智能算法分別確定A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組中每一變電站組n個時刻t₁，t₂，…，t_n當(dāng)中每一時刻的最佳接線方案，確定整個主動配電網(wǎng)的最佳接線方案，具體過程為：假設(shè)A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組分別為：變電站組一，變電站組二，…，變電站組A，且變電站組一，變電站組二，…，變電站組A所對應(yīng)的最佳接線方案分別是L_一，L_二，…,L_A：L_一＝L_一1∪L_一2∪…L_一n∪，式中，L_一是變電站組一的最佳接線方案，L_一1是變電站組一t₁時刻的最佳接線方案，L_一2是變電站組一t₂時刻的最佳接線方案，L_一n是變電站組一t_n時刻的最佳接線方案；L_二＝L_二1∪L_二2∪…L_二n∪

式中，L_二是變電站組二的最佳接線方案，L_二1是變電站組二t₁時刻的最佳接線方案，L_二2是變電站組二t₂時刻的最佳接線方案，L_二n是變電站組二t_n時刻的最佳接線方案；

L_A＝L_A1∪L_A2∪…L_An∪

式中，L_A是變電站組A的最佳接線方案，L_A1是變電站組A的t₁時刻的最佳接線方案，L_A2是變電站組A的t₂時刻的最佳接線方案，L_An是變電站組A的t_n時刻的最佳接線方案；整個配電網(wǎng)的最佳接線方案L：

L＝L_一∪L_二∪…L_A∪

式中，L是整個配電網(wǎng)的最佳接線方案，L_一是變電站組一的最佳接線方案，L_二是變電站組二的最佳接線方案，L_A是變電站組A的最佳接線方案。

本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)改進(jìn)方案是：

所述步驟5)的智能算法為遺傳算法、粒子群算法和模擬退火算法中的一種。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：

一、本發(fā)明由于在主動配電網(wǎng)規(guī)劃時根據(jù)互補(bǔ)特性距離將具有潛在可調(diào)互補(bǔ)特性的變電站歸為變電站組，在變電站組內(nèi)不但可以靈活地規(guī)劃配電網(wǎng)，而且可以通過采用智能方法尋求最優(yōu)的主動配電網(wǎng)規(guī)劃方案，充分挖掘了主動配電網(wǎng)下的區(qū)域間可調(diào)互補(bǔ)特性；

二、本發(fā)明由于采用收斂性和魯棒性都比較好的遺傳算法進(jìn)行主動配電網(wǎng)的規(guī)劃，使得主動配電網(wǎng)的規(guī)劃優(yōu)化方法具有普遍適用性。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于主動配電網(wǎng)的規(guī)劃中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程示意圖；

圖2為圖1的運(yùn)行結(jié)果之一，其中，“◎”表示變電站，“○”表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖1—2并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1—2所示，本發(fā)明提出了一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法，例如最小負(fù)荷距法，在所規(guī)劃主動配電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)劃分供電區(qū)域并確定每一變電站的位置。

2)根據(jù)各供電區(qū)域所對應(yīng)的凈負(fù)荷曲線P(t)，確定任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij，具體過程為：

假設(shè)任意兩變電站i和j的凈負(fù)荷曲線分別為P_i(t)和P_j(t)，分別在凈負(fù)荷曲線P_i(t)和P_j(t)上對應(yīng)取n個時刻t₁，t₂，…，t_n，則變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij為：

$C_{ij}=1-\underset{k=1}{\overset{n}{\Σ}}{C}_k*{\mathrm{\θ}}_k$

式中，C_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)，θ_k表示t_k時刻的權(quán)重系數(shù)，C_k表示t_k時刻i、j變電站負(fù)荷的關(guān)聯(lián)度參數(shù)；

$C_k=1/\[1+\left|\frac{P_i\left(t_k\right)}{\underset{m=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i\left(t_m\right)/n}-\frac{P_j\left(t_k\right)}{\underset{m=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_j\left(t_m\right)/n}\right|\]$

式中，P_i(t_k)表示變電站i在tk時刻的凈負(fù)荷，P_i(t_m)表示變電站i在t_m時刻的凈負(fù)荷，n表示時刻的個數(shù)，P_j(t_k)表示變電站j在t_k時刻的凈負(fù)荷，P_j(t_m)表示變電站j在t_m時刻的凈負(fù)荷。

3)根據(jù)任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)C_ij，計算任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離D_ij：

D_ij＝α*C_ij+β*distance_ij

式中，D_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離，C_ij表示任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性參數(shù)，distance_ij表示任意兩變電站i和j之間的電氣距離，α表示C_ij對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，β表示distance_ij對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

4)根據(jù)任意兩變電站i和j之間的互補(bǔ)特性距離D_ij，將若干個變電站進(jìn)行聚類分析，進(jìn)而確定A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組，分別編號為變電站組一，變電站組二，…，變電站組A；

5)采用智能算法分別確定A個聯(lián)合運(yùn)行的變電站組中每一變電站組n個時刻t₁，t₂，…，t_n當(dāng)中每一時刻的最佳接線方案，確定整個主動配電網(wǎng)的最佳接線方案，具體過程為：

假設(shè)變電站組一，變電站組二，…，變電站組A所對應(yīng)的最佳接線方案分別是L_一，L_二，…，L_A：

L_一＝L_一1∪L_一2∪…∪L_一n

式中，L_一是變電站組一的最佳接線方案，L_一1是變電站組一t₁時刻的最佳接線方案，L_一2是變電站組一t₂時刻的最佳接線方案，L_一n是變電站組一t_n時刻的最佳接線方案；

L二＝L_二1∪L_二2∪…∪L_二n

式中，L_二是變電站組二的最佳接線方案，L_二1是變電站組二t₁時刻的最佳接線方案，L_二2是變電站組二t₂時刻的最佳接線方案，L_二n是變電站組二t_n時刻的最佳接線方案；

L_A＝L_A1∪L_A2∪…∪L_An

式中，L_A是變電站組A的最佳接線方案，L_A1是變電站組A的t₁時刻的最佳接線方案，L_A2是變電站組A的t₂時刻的最佳接線方案，L_An是變電站組A的t_n時刻的最佳接線方案；

整個配電網(wǎng)的最佳接線方案L：

L＝L_一∪L_二∪…∪L_A

式中，L是整個配電網(wǎng)的最佳接線方案，L_一是變電站組一的最佳接線方案，L_二是變電站組二的最佳接線方案，L_A是變電站組A的最佳接線方案；

由于每一變電站組以及每一變電站組的每一時刻的最佳接線方案的求解過程均相同，且智能算法可以采用遺傳算法、粒子群算法或模擬退火算法；本實(shí)施例以遺傳算法為實(shí)施例詳細(xì)描述變電站組a的tk時刻的最佳接線方案L_ak的求解過程，其中，a的取值范圍為(一，二，…，A)，k的取值范圍為(1,2，…，n)；

(1)隨機(jī)生成變電站組a的t_k時刻的初始接線種群，并對應(yīng)賦值t_k時刻的負(fù)荷數(shù)據(jù)；

(2)使用t_k時刻的負(fù)荷數(shù)據(jù)計算每個個體的適應(yīng)度值；

(3)根據(jù)適應(yīng)度值優(yōu)選個體；

(4)變異與交叉操作；

(5)依次重復(fù)步驟(2)、(3)和(4)直至達(dá)到最大迭代次數(shù)或收斂后記錄t_k時刻的最佳接線方案L_ak。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中實(shí)施方法的各步驟等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。