一种基于最大供电能力的配电网网络优化方法与流程

文档序号:12272454阅读:342来源:国知局

本发明属于配电网规划与优化领域,尤其是一种基于最大供电能力的配电网网络优化方法。



背景技术:

最大供电能力(Total Supply Capability, 以下简称TSC)的定义、数学模型与计算方法。

最大供电能力是指一定供电区域内配电网满足N–1准则条件下的最大负荷供应能力。TSC模型如式(1)-(6)所示:

max TSC=ΣRiTi (1)

式(1)目标函数为系统最大供电能力,等于所有变电站主变负载之和。Ri为主变i的额定容量;Ti为主变i的负载率。

式(2)-(6)为TSC模型的约束条件。约束条件是以主变i为中心的主变联络单元{Ti,}的N–1准则约束,称为第i组约束条件,包括两类约束,一是负荷平衡约束,二是负荷设备容量越限约束。

式(2)为负荷转带的等式约束,表示主变i故障时,事故前主变i正常所带负荷由站内其余主变和其他站联络主变共同转带。Tri,j为主变i故障时向主变j转移负荷的大小。分别表示与主变i站内联络主变集合和站外联络主变集合。

式(3)为站内负荷转带约束,表示站内主变j接受故障主变i的转移负荷后所供负荷不超过额定容量的k倍。Rj为主变j的额定容量;Tj为主变j的负载率;k为主变短时允许过载系数,可取1.0或1.3。

式(4)为站间负荷转带约束,表示站外联络主变j接受故障主变i的转移负荷后不过负荷。由于导则只规定了站内主变互相转带时短时允许过载,因此本文在站间转带时不考虑k,即k取1.0。

式(5)为联络容量约束,表示转移负荷不超过联络通路的极限容量。RLi,j为主变i与主变j间联络的极限容量,联络通道为两主变间所有联络支路的集合,包括站内通过母联开关的联络与站间通过馈线形成的联络。

式(6)为主变负载率约束,表示主变负载率需要介于负载率上下限之间。Tmax、Tmin为主变负载率上下限,一般取值为1和0,也可以增加约束指定某些已知负载率区间的主变。其中,Ri、k、RLi,j、Tmin、Tmax为已知参数,Ti、tri,j为未知变量。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种结构合理、使用方便、安全可靠、提高效率的基于最大供电能力的配电网网络优化方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:

一种基于最大供电能力的配电网网络优化方法,其特征在于:将影响最大供电能力的网络影响因素的各因素变量设为控制变量,将一定配电区域的最大供电能力设为状态变量;

(1)若影响因素为连续变量,定义此类影响因素对最大供电能力的灵敏度SUa为影响因素a对最大供电能力与系统中单台主变的平均容量S0的比率的微分,如式(1)所示:

通过式(1)计算其灵敏度指标并排序,分析过程包括对同一类影响因素的纵向比较分析以及对不同类影响因素的横向比较分析;

(2)若影响因素为非连续变量,定义此类影响因素对最大供电能力的灵敏度SUb为减少或增加某一个影响因素的最小单位前后最大供电能力与系统中单台主变的平均容量S0的比率的变化量与影响因素b变化量的商,如式(2)所示:

通过式(2)计算其灵敏度指标并排序;

由于将系统中单台主变的平均容量S0设为基准值,式(1)与式(2)均可适用于不同规模的配电网络。

若SU=0,即某影响因素改变后,系统最大供电能力不变,则称该影响因素对供电能力无效;若SU>0,即降低影响因素使系统最大供电能力降低,则称该影响因素对供电能力有效;SU越大,该影响因素对整个配电网供电能力的灵敏度越高,贡献越大,对它进行投资改造能使系统供电能力得到较大提升。

而且,所述连续变量的影响因素包括联络极限容量。

而且,所述非连续变量包括联络数量、分布等影响为非连续变量。

而且,所述对同一类影响因素的纵向比较分析:在一定配电区域内,现阶段的资金与人力等资源仅足够优化某一个或某几个联络极限容量时,需分析区域内每个联络极限容量RLi对系统最大供电能力的影响程度,通过式(1)计算每个联络极限容量的灵敏度指标并排序,灵敏度大小与该个联络极限容量对系统最大供电能力的贡献程度呈线性关系,可通过灵敏度指标区分重要与次要的联络。在配电网规划与优化中,可适当提升灵敏度较高的联络极限容量,并限制灵敏度较低的联络极限容量,从而优化配电网网络,提升配电网最大供电能力。

而且,对不同类影响因素的横向比较分析:在一定配电区域内,现阶段的资金与人力等资源仅足够新增几个联络或提升某几组联络极限容量其中一类,通过式(1)、式(2)分别计算待求新增联络的灵敏度与待求联络极限容量的灵敏度并进行比较,选择对灵敏度较高的网络影响因素进行优化,得到最有效的配电网网络优化方法,提升最大供电能力。

本发明的优点和积极效果是:

本发明为配电网规划提供了新的思路,为配电网调度运行中运行方式的选择和化简提供了新的依据。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。

一种基于最大供电能力的配电网网络优化方法,

配电系统最大供电能力是由变电站供电能力与网络转移能力两部分组成的,其中,变电站供电能力是由主变的数量以及参数决定的,而网络转移能力是由配电系统的联络情况决定的,因此,将影响供电能力的因素分为变电站影响因素和网络影响因素两大类;

其中,网络影响因素包括站间联络的数量、分布与联络的极限容量等。将影响TSC网络影响因素的各因素变量设为控制变量(用字母UTSC表示),将一定配电区域的最大供电能力设为状态变量,已知当UTSC发生微小变化时,系统的状态变量会发生微小变化。

由于TSC的部分网络影响因素如联络极限容量等为连续变量,因此可以求取此类影响因素对最大供电能力的微分。另外,如联络数量、分布等影响为非连续变量,其最小变化单位为整数,因此需分别定义。

(1)若TSC某影响因素a为连续变量,如联络极限容量,定义此类影响因素对TSC的灵敏度SUa为影响因素a对TSC与系统中单台主变的平均容量S0的比率的微分,如式(1)所示:

通过式(1)计算其灵敏度指标并排序,分析过程包括对同一类影响因素的纵向比较分析以及对不同类影响因素的横向比较分析;

(2)若TSC某影响因素b为非连续变量,如如联络数量、分布等影响为非连续变量,定义此类影响因素对TSC的灵敏度SUb为减少(或增加)某一个影响因素的最小单位前后TSC与系统中单台主变的平均容量S0的比率的变化量与影响因素b变化量的商,如式(2)所示:

通过式(2)计算其灵敏度指标并排序;由于将系统中单台主变的平均容量S0设为基准值,式(1)与式(2)均可适用于不同规模的配电网络。

若SU=0,即某影响因素改变后,系统TSC不变,则称该影响因素对供电能力无效;若SU>0,即降低影响因素使系统TSC降低(或增高影响因素使系统TSC升高),则称该影响因素对供电能力有效;SU越大,该影响因素对整个配电网供电能力的灵敏度越高,贡献越大,对它进行投资改造能使系统供电能力得到较大提升。

对同一类影响因素的纵向比较分析:如在一定配电区域内,现阶段的资金与人力等资源仅足够优化某一个或某几个联络极限容量时,需分析区域内每个联络极限容量RLi对系统TSC的影响程度,通过式(1)计算每个联络极限容量的灵敏度指标并排序,灵敏度大小与该个联络极限容量对系统TSC的贡献程度呈线性关系,可通过灵敏度指标区分重要与次要的联络。在配电网规划与优化中,可适当提升灵敏度较高的联络极限容量,并限制灵敏度较低的联络极限容量,从而更有效地优化配电网网络,提升配电网最大供电能力。

对不同类影响因素的横向比较分析:如在一定配电区域内,现阶段的资金与人力等资源仅足够新增几个联络或提升某几组联络极限容量其中一类,如何仅通过改变一类网络影响因素便可最大程度地提升系统TSC,需横向分析一定配电区域部分联络与联络极限容量对TSC贡献程度,通过式(1)、式(2)分别计算待求新增联络的灵敏度与待求联络极限容量的灵敏度并进行比较,选择对灵敏度较高的网络影响因素进行优化,即可得到最有效的配电网网络优化方法,提升TSC。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明的精神和范围内,各种替换、变化和修改都是可能的,因此,本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

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