區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬電力系統(tǒng)優(yōu)化，具體設及一種區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對電力的需求日益增長， 同時對供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。合理的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn) 定W及經(jīng)濟運行的重要基礎。對已有配電網(wǎng)進行優(yōu)化改造，不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)向用戶提 供電能質(zhì)量的優(yōu)劣，而且還直接影響電網(wǎng)自身運行的安全性和經(jīng)濟性。因此在競爭機制不 斷引入電力市場的今天，電力公司對配電規(guī)劃系統(tǒng)的需求相當迫切。
[0003] 我國現(xiàn)階段電力系統(tǒng)配電網(wǎng)存在著很大的不足：線路直徑細、供電半徑大、配變?nèi)?量小、聯(lián)絡少，導致線損高和電壓質(zhì)量差的問題。尤其在負荷高峰期運種現(xiàn)象更為嚴重，影 響了配電網(wǎng)的供電可靠性。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)存在著一些不足：如在負荷預測階段只 能預測短期負荷，很難準確描述和預測配網(wǎng)未來實際線路的狀況，精度較差。還有一些城市 配電網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)在潮流計算的過程中沒有考慮負荷和發(fā)電機的頻率特性，沒有進行靜態(tài)、 動態(tài)分析。現(xiàn)存的部分配電網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)沒有在正常和故障兩種情況下對網(wǎng)絡優(yōu)化的進行全 面分析，并且沒有做到在負荷預測的同時對配電網(wǎng)進行優(yōu)化決策，功能的完整性上有所欠 缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為運行人員提供一種精度高、分析全面、預測及優(yōu) 化功能全面的區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)，本發(fā)明利用電力系統(tǒng)每季度負荷的歷史數(shù)據(jù)，通 過負荷預測、潮流計算和網(wǎng)絡重構(gòu)，構(gòu)建配電網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化模型并采取改進的二進制粒子群 算法進行優(yōu)化分析，給出優(yōu)化決策方案，指導配電網(wǎng)的運行和設計工作；本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟 評價更加精確全面；同時減輕了規(guī)劃人員的繁瑣工作，加快規(guī)劃的進程；一方面能減輕工 作人員的負擔，另一方面也能優(yōu)化網(wǎng)絡的設計和運行，有效降低網(wǎng)絡線損，提高電壓質(zhì)量， 在保障用戶的供電要求和質(zhì)量的前提下，取得最佳的配電網(wǎng)運行效益，為制定應變規(guī)劃、滾 動規(guī)劃創(chuàng)造了條件。 陽〇化]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)，包括登陸界 面模塊、電力負荷預測模塊、配網(wǎng)潮流計算模塊和區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化模塊；
[0006] 所述登陸界面模塊，用于由用戶輸入姓名和密碼進行安全登錄；
[0007] 所述電力負荷預測模塊包括輸入原始數(shù)據(jù)模塊、運行負荷預測模塊和負荷預測結(jié) 果模塊；其中，所述輸入原始數(shù)據(jù)模用于輸入用戶負荷、有功功率、無功功率值；所述運行 負荷預測模塊用于計算未來規(guī)定時間段內(nèi)的負荷預測值；用戶可在負荷預測結(jié)果模塊中查 看所述負荷預測值；
[0008] 所述配網(wǎng)潮流計算模塊包括輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊、運行潮流計算模塊和潮流計 算結(jié)果模塊；其中，所述輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊用于輸入負荷預測結(jié)果模塊所獲得的負荷 預測值；運行潮流計算模塊用于計算該電力系統(tǒng)未來規(guī)定時間段內(nèi)的潮流計算值；用戶在 潮流計算結(jié)果模塊中查看所述潮流計算值；
[0009] 所述區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化模塊包括輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊、運行優(yōu)化決策模塊和優(yōu)化 運行結(jié)果模塊；其中，輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊用于輸入負荷預測結(jié)果模塊所獲得的負荷預 測值；所述運行優(yōu)化決策模塊用于計算電力系統(tǒng)未來規(guī)定時間段內(nèi)的潮流計算值，并對對 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行重構(gòu)獲得最優(yōu)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡；用戶在優(yōu)化運行結(jié)果模塊中查看重構(gòu)后的 優(yōu)化結(jié)果。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于，（1)本發(fā)明在優(yōu)化數(shù)據(jù)準備階段中，能 夠進行中長期的負荷預測，準確描述和預測配網(wǎng)未來實際線路的狀況，預測精度高。（2)本 發(fā)明在常規(guī)潮流計算的基礎上考慮了負荷和發(fā)電機的頻率特性，進行了動態(tài)和靜態(tài)分析， 為運行人員提供了分析的基礎。（3)本發(fā)明通過負荷預測原始數(shù)據(jù)的輸入，得出負荷預測 值，并結(jié)合支路阻抗值，得出電力系統(tǒng)配電網(wǎng)優(yōu)化方案，最后通過潮流計算對優(yōu)化后的網(wǎng)絡 進行計算，保證了整個系統(tǒng)功能的完整性。提高了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的可靠性。（4)本發(fā)明 可W在正常情況下和故障情況下分別對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)進行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果合理可靠。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明電力負荷預測模塊中灰色預測模型建立流程圖。
[0013] 圖3牛頓-拉夫遜法迭代求解過程的幾何意義示意圖。
[0014] 圖4是牛頓-拉夫遜法迭代計算流程圖。
[0015] 圖5是潮流計算的前推回代法流程圖。
[0016] 圖6是改進的二進制粒子群算法流程圖。 圖7是本發(fā)明實驗中實際配電網(wǎng)簡化后網(wǎng)絡圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1所示為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明實施例區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)包括 登陸界面模塊、電力負荷預測模塊、配網(wǎng)潮流計算模塊和區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化模塊。
[0018] 所述登陸界面模塊，每個特定的用戶可W在登陸界面模塊輸入姓名和密碼進行安 全登錄。
[0019] 所述電力負荷預測模塊包括輸入原始數(shù)據(jù)模塊、運行負荷預測模塊和負荷預測結(jié) 果模塊。其中原始數(shù)據(jù)模塊指用戶負荷、有功功率、無功功率的歷史數(shù)據(jù)。其中，所述輸入 原始數(shù)據(jù)模用于輸入用戶負荷、有功功率、無功功率等歷史數(shù)據(jù)；所述運行負荷預測模塊用 于計算未來規(guī)定時間段內(nèi)的負荷預測值，荷預測值包括用戶負荷、有功功率、無功功率的預 測數(shù)據(jù)，結(jié)果自動儲存至Excel文檔中。用戶可W在負荷預測結(jié)果模塊中查看預測的數(shù)據(jù) 結(jié)果。
[0020] 所述配網(wǎng)潮流計算模塊包括輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊、運行潮流計算模塊和潮流計 算結(jié)果模塊。其中，在輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊中輸入負荷預測結(jié)果模塊中所得到的負荷預 測數(shù)據(jù)，即用戶負荷、有功功率、無功功率的預測數(shù)據(jù)。運行潮流計算模塊用于計算該電力 系統(tǒng)未來規(guī)定時間段內(nèi)的潮流計算值，潮流計算值包括各支路的功率分布、網(wǎng)絡的功率損 耗，結(jié)果自動儲存至Excel文檔中。用戶可W在潮流計算結(jié)果模塊中查看潮流計算的數(shù)據(jù) 結(jié)果。
[0021] 所述區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化模塊包括輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊、運行優(yōu)化決策模塊和優(yōu)化 運行結(jié)果模塊。其中，在輸入預測負荷數(shù)據(jù)模塊中輸入負荷預測結(jié)果模塊所得到的負荷預 測數(shù)據(jù)，即用戶負荷、有功功率、無功功率的預測數(shù)據(jù)；所述運行優(yōu)化決策模塊用于電力系 統(tǒng)網(wǎng)絡的優(yōu)化，計算得到該電力系統(tǒng)未來規(guī)定時間段內(nèi)的潮流計算值，即各母線電壓W及 各支路的功率分布、網(wǎng)絡的功率損耗，進而計算得出最優(yōu)的配電網(wǎng)網(wǎng)絡，對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡重 構(gòu)。潮流計算的數(shù)據(jù)結(jié)果和重構(gòu)后的最優(yōu)網(wǎng)絡布局，分別自動儲存至Excel文檔和Txt文 檔中。優(yōu)化運行結(jié)果模塊可W供用戶查看優(yōu)化結(jié)果，進行比較和選擇。
[0022] 所述電力負荷預測模塊為區(qū)域配電網(wǎng)優(yōu)化模塊提供所需要的未來規(guī)定時間內(nèi)的 有功功率和無功功率；配網(wǎng)潮流計算模塊進行配電網(wǎng)絡優(yōu)化前、后精確的潮流計算，確保配 電網(wǎng)絡優(yōu)化的可行性。
[0023] 所述電力負荷預測模塊采用灰色預測模型計算未來規(guī)定時間段內(nèi)的負荷預測值。 由于影響電力負荷的因素眾多，關(guān)系復雜，難W被一一分析清楚，因此具有灰色特征；隨著 經(jīng)濟的發(fā)展，電力負荷是一個非負遞增數(shù)列，符合灰色預測的基本條件；而且，灰色預測具 有要求原始數(shù)據(jù)少、原理簡單、不考慮分布規(guī)律、運算方便、可檢驗等優(yōu)點。因此灰色系統(tǒng)理 論應用于配電網(wǎng)電力負荷預測中具有較好的優(yōu)越性，并得到了較好的效果。
[0024] 采用灰色預測模型計算未來規(guī)定時間段內(nèi)的負荷預測值的流程圖如圖2所示：
[0025] 首先對原始歷史數(shù)據(jù)進行選擇，然后對原始歷史數(shù)據(jù)進行作累加處理，再進行 GM(1，1)模型預測，GM(1，1)模型是灰色系統(tǒng)理論中應用最廣泛的一種灰色動態(tài)預測模型， 是利用指數(shù)模型，對離散型的時間序列進行預測的一種模型。進行判斷是否符合模型的要 求，如果不符合則剔除該數(shù)據(jù)；如果符合則保留該數(shù)據(jù)，進行誤差比較，預測未來的數(shù)據(jù)值。 [00%] 所述配網(wǎng)潮流計算模塊是對電網(wǎng)網(wǎng)損和電壓的計算，采用的是牛頓一拉夫遜法計 算方法。對于配電網(wǎng)潮流計算通常選用牛頓-拉夫遜法，為一種求解非線性方程組的計算 方法，能有效進行非線性方程組的計算且具有二次收斂的特點，具有收斂快、精度高的優(yōu) 點，因而在配