地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地區(qū)配電系統(tǒng)是電網(wǎng)主要組成部分，也是電力系統(tǒng)主要的負(fù)荷中心，具有負(fù)荷密度大、負(fù)荷增長(zhǎng)迅速和用電可靠性要求高等特點(diǎn)。地區(qū)電網(wǎng)的供電質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)與否是地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、各項(xiàng)建設(shè)穩(wěn)定快速進(jìn)行、和地區(qū)居民物質(zhì)文化生活能否得到保障的重要影響因素。地區(qū)配電系統(tǒng)主要存在配網(wǎng)變電站普遍存在容載比過(guò)低、線路負(fù)載率過(guò)高、電網(wǎng)無(wú)功缺額較大和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在不合理之處的問(wèn)題，致使運(yùn)行方式調(diào)整不靈活，不利于安全運(yùn)行和調(diào)度管理。近年來(lái)，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，地區(qū)配電系統(tǒng)的制約性越來(lái)越凸顯。因此，如何合理的對(duì)地區(qū)配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃，是保證地區(qū)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段，也是我們電力部門(mén)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0003]目前的地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)功能單一，對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)要求嚴(yán)格，不具備預(yù)處理和整合功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能規(guī)劃，不能全方位、綜合多方面因素進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃，另外，由于自身的復(fù)雜性，對(duì)操作員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)要求較高，界面也不夠友好等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述缺陷，提供一種綜合多方面因素進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃的地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)，包括地區(qū)基礎(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入及預(yù)處理模塊、專(zhuān)家知識(shí)及設(shè)備參數(shù)信息輸入及預(yù)處理模塊、地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊、分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置模塊、地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊和規(guī)劃結(jié)果輸出模塊。
[0007]作為一種改進(jìn):還包括數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)預(yù)處理和整合過(guò)的地理位置信息、負(fù)荷信息、設(shè)備信息和專(zhuān)家知識(shí)等數(shù)據(jù)。
[0008]作為一種改進(jìn):還包括配電網(wǎng)建模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析模塊，所述配電網(wǎng)建模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析模塊用于地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)建模及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架特征分析，供地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊、分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置模塊、地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊調(diào)用。
[0009]作為一種改進(jìn):所述地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊采用基于PSO-Voronoi圖算法，包括以下步驟，
[0010]al、初始化PSO參數(shù)；
[0011]a2、計(jì)算粒子適應(yīng)值；
[0012]a3、計(jì)算粒子群的個(gè)體極限和全局極限；
[0013]a4、更新粒子速度和位置；
[0014]a5、利用V圖進(jìn)行供電區(qū)域劃分；
[0015]a6、計(jì)算粒子適應(yīng)值；
[0016]a7、計(jì)算粒子群的個(gè)體極限和全局極限；
[0017]a8、判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù)或精度要求，如果是，則輸出結(jié)果，結(jié)束計(jì)算，如果否，則將結(jié)果代入步驟a4繼續(xù)計(jì)算。
[0018]作為一種改進(jìn):所述利用V圖進(jìn)行供電區(qū)域劃分包括以下步驟，
[0019]bl:建立現(xiàn)有變電站為頂點(diǎn)的集合P，pi = (i = l，2，...，n)，生成相應(yīng)的V圖和D三角網(wǎng)；
[0020]b 2:求各V多邊形結(jié)點(diǎn)qi對(duì)應(yīng)的最大空心圓，找出各V多邊形的結(jié)點(diǎn)qi對(duì)應(yīng)的最大空心圓；
[0021]b 3:各結(jié)點(diǎn)之間的距離；
[0022]b 4:劃區(qū)域在規(guī)劃水平年的負(fù)荷水平選擇相應(yīng)電壓等級(jí)的最佳負(fù)荷矩，確定閾值ε ;
[0023]b 5:比較各節(jié)點(diǎn)qi和qj (i與j不等，i, j = I, 2...η)間的距離dij，若dij< ε，再比較點(diǎn)qi和qj對(duì)應(yīng)的最大空心圓的半徑，刪除半徑較小的空心圓對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)qx，保留保留空心圓的半徑滿足閾值dij> ε的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)；
[0024]b 6:保留下來(lái)的結(jié)點(diǎn)形成結(jié)點(diǎn)集q，把各結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大空心圓按其半徑大小進(jìn)行排序;
[0025]b 7:已知新增變電站的個(gè)數(shù)m，那么新增變電站的位置就是前m個(gè)空心圓對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)位置。
[0026]作為一種改進(jìn):所述分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置模塊采用GA算法，包括以下步驟，
[0027]Cl、輸入原始數(shù)據(jù)及所需參數(shù)；
[0028]c2、隨機(jī)初始化種群；
[0029]c3、適應(yīng)度計(jì)算；
[0030]c4、判斷是否滿足GA終止條件，如果是，則輸出開(kāi)關(guān)優(yōu)化結(jié)果，結(jié)束計(jì)算，若果否，則進(jìn)行選擇操作、交叉操作、變異操作，結(jié)果代入步驟c3繼續(xù)計(jì)算。
[0031]作為一種改進(jìn):所述地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊采用MOPSO優(yōu)化算法，包括以下步驟，
[0032]dl、輸入配電網(wǎng)基本數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備新型等原始參數(shù)；
[0033]d2、設(shè)定種群規(guī)模，令迭代次數(shù)為零，并初始化種群；
[0034]d3、計(jì)算出網(wǎng)損、電壓偏置量及補(bǔ)償成本；
[0035]d4、適應(yīng)度 fitness 評(píng)估；
[0036]d5、粒子最優(yōu)更新；
[0037]d6、非劣解更新；
[0038]d7、比較每個(gè)粒子的歷史最優(yōu)位置和群體最優(yōu)位置；
[0039]d8、判斷是否滿足終止條件，如果是，則得到最佳方案，結(jié)束計(jì)算，若果否，則將結(jié)果代入步驟d3繼續(xù)計(jì)算。
[0040]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明在保證投資最優(yōu)的情況下，在一定范圍內(nèi)的地區(qū)配網(wǎng)提高變電站容載比的、降低線路負(fù)載率，采用PSO算法與V圖相結(jié)合求解變電站規(guī)劃問(wèn)題，使兩者算法優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，保證了規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)性和合理性；優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證運(yùn)行方式調(diào)整的靈活度，利于安全運(yùn)行和調(diào)度管理，且分段開(kāi)關(guān)配置既要保證可靠性，還要充分考慮其經(jīng)濟(jì)性；減小地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功缺額和提升配電網(wǎng)電壓質(zhì)量，保證了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和高效性。
[0041]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0042]附圖1為本發(fā)明一種地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]附圖2為基于PSO-Voronoi圖的地區(qū)配網(wǎng)變電站規(guī)劃計(jì)算流程圖；
[0044]附圖3為基于改進(jìn)GA算法的分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化計(jì)算流程圖；
[0045]附圖4為基于MOPSO優(yōu)化算法的地區(qū)配網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]實(shí)施例:
[0047]如圖1所示，地區(qū)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)，包括地區(qū)基礎(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入及預(yù)處理模塊(I)、專(zhuān)家知識(shí)及設(shè)備參數(shù)信息輸入及預(yù)處理模塊(2)、數(shù)據(jù)庫(kù)(3)、地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊(4)、分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置模塊(5)、配電網(wǎng)建模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析模塊
(7)、地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊(6)和規(guī)劃結(jié)果輸出模塊(8)。用于地區(qū)配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃，能夠有效解決變電站存在容載比過(guò)低、線路負(fù)載率過(guò)高、電網(wǎng)無(wú)功缺額較大、電壓質(zhì)量難以保證、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方式調(diào)整不靈活等問(wèn)題；地區(qū)基礎(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入及預(yù)處理模塊(I)和專(zhuān)家知識(shí)及設(shè)備參數(shù)信息輸入及預(yù)處理模塊(2)是將該地區(qū)地理信息系統(tǒng)(GIS)的地理位置信息、負(fù)荷信息、設(shè)備信息和專(zhuān)家知識(shí)等進(jìn)行預(yù)處理和整合，然后將預(yù)處理結(jié)果輸入優(yōu)化規(guī)劃系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)(3);地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊(4)，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，并采用PSO-Voronoi圖法進(jìn)行求解，進(jìn)而確定目標(biāo)年份內(nèi)待建站站址和供電區(qū)域劃分，實(shí)現(xiàn)變電站的定容、選址規(guī)劃。分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化模塊(5)，通過(guò)建立分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用遺傳(GA)算法進(jìn)行求解，從而得出配電網(wǎng)中分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的優(yōu)化配置方案；地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊￠)，根據(jù)該地區(qū)的負(fù)荷和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)情況，建立配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃優(yōu)化模型，并運(yùn)用多目標(biāo)粒子群算法(MOPSO)進(jìn)行求解，從而實(shí)現(xiàn)在滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行要求的前提下，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)和某種算法，得出多控制目標(biāo)最優(yōu)的無(wú)功電源類(lèi)型及容量的配置方案，所述配電網(wǎng)建模及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析模塊(7)用于地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)建模及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架特征分析，供地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊(4)、分段/聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置模塊(5)、地區(qū)配電網(wǎng)無(wú)功-電壓規(guī)劃模塊(6)調(diào)用。
[0048]如圖2所示，地區(qū)配電網(wǎng)變電站規(guī)劃模塊(4)采用基于PSO-Voronoi圖算法，其依據(jù)是基于V圖求解變電站規(guī)劃，是一種局部尋優(yōu)算法，無(wú)法保證規(guī)劃方案的全局最優(yōu)性