一种优化配电网运行的变电站规划方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种变电站优化规划方法，更具体涉及一种优化配电网运行的变电站 规划方法。
【背景技术】：
[0002] 配电网运行效率及效益的综合评估分析对优化电网设备资源配置具有重要的指 导意义，而目前国内关于电力工业效率的研究主要集中在发电环节，对配电网环节关注较 少。此外，现有的配电网优化规划与综合评估研究之间的结合不够紧密，综合评估工作多针 对若干给定规划方案进行，根据评估结果选取最优方案；而配电网优化规划的目标又较为 单一，未将配电网规划方案的综合技术经济评估水平考虑其中。作为配电网规划关键环节 的变电站优化规划，多W建设运维成本等指标作为优化目标，得到的优化方案不一定是综 合技术经济水平最优的方案，故提出一种优化配电网运行的变电站优化规划方法。
【发明内容】
：
[0003] 本发明的目的是提供一种优化配电网运行的变电站规划方法，该方法解决了配电 网运行效率、效益评估研究匿乏，及其与配电网优化规划研究结合不紧密的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案；一种优化配电网运行的变电站规划 方法，所述配电网包括变电站、中压线路和配电变压器；所述方法包括W下步骤：
[0005] (1)收集整理规划原始数据；
[0006] 似确定变电站座数范围；
[0007] (3)建立配电网运行效率、效益综合评估指标体系；
[0008] (4)W变电站综合评估指标最优为目标，确定变电站最优规划方案。
[0009] 本发明提供的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤（1)中数据包括 试点区域概况、电量负荷总量现状值及预测值、空间负荷预测结果、变电站投资估算单价和 规划设计导则规定的变电站主变容量和对应台数；所述空间负荷预测结果包括每个地块的 负荷值、每个地块的地理坐标值和每个地块供电电压等级。
[0010] 本发明提供的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤（2)中变电站座 述范围通过下式（1)和（2)确定：
[001引式中；rim。为变电站座数的最小值，rim。,为变电站座数的最大值，Sm。为所需变电站 容量的最小值，Sm。、为所需变电站容量的最大值，Cmi。为根据导则规定的变电站主变台数和 主变容量得到的变电站容量的最小值，Cm。、为根据导则规定的变电站主变台数和主变容量 得到的变电站容量的最大值，Ceil为向上取整函数。
[0014] 本发明提供的另一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述所需变电 站容量的最小值Smm和所需变电站容量的最大值Sm。、通过下式（3)和（4)确定：
[001 引Sm" =Rsmi^f 做
[001 引Smax=Rsmax冲fW
[0017] 其中，氏为根据导则规定的容载比最小值，Rsm。、为根据导则规定的容载比最大 值，Pf为负荷预测值。
[0018] 本发明提供的又一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述配电网运 行效率、效益综合评估指标体系包括设备负载率、轻载设备占比、设备单位资源供电量、电 网效益和社会效益。所述设备负载率包括容载比、中压线路平均负载率和配变平均负载率； 所述轻载设备占比包括主变轻载比例、中压线路轻载比例和配变轻载比例；所述设备单位 资源供电量包括主变单位容量供电量、中压线路单位长度供电量和配变单位容量供电量。 所述电网效益包括单位投资增供负荷和单位投资增供电量；所述社会效益包括单位投资减 少的户均停电时间和单位投资GDP增长。
[0019] 本发明提供的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤（4)中优化规划 的过程包括W下步骤：
[0020] (4-1)通过微分进化算法设置参数；
[0021] (4-2)明确优化变量并进行种群初始化；
[0022] (4-3)对所述变量分别进行变异和交叉操作，生成子代种群；
[0023] (4-4)分别计算父代种群和子代种群的适应值，然后进行选择操作，并记录当前最 佳个体和对应的适应值；
[0024] (4-5)重复步骤（4-1)至（4-4)。
[0025] 本发明提供的又一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤 (4-1)中参数包括变电站座数n、种群数量Np、终止迭代次数C、变异因子F和杂交因子旬； 对于每个n值都进行变电站优化规划流程。
[0026] 本发明提供的又一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤 (4-2)中所述优化变量为n座变电站的横坐标、纵坐标及容量，共3Xn个变量；所述横坐标 和纵坐标变量取值范围由试点区域范围确定；所述容量变量为离散变量，取值由导则规定 的变电站主变容量和对应台数的组合确定。
[0027] 本发明提供的又一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，检查所述步骤 (4-3)中子代种群是否满足变量取值范围的约束条件，不满足条件的按下式（5)进行处理： [002引约束条件为；变电站的容量应介于Smi。和Sm。,之间，并满足导则中对变电站主变容 量的序列要求；变电站的横坐标、纵坐标应在规划区域范围W内。
[0029]
[0030] 其中，Xi,，为第i个子代种群中的第j个变量：
为该变量的最大值
巧该 变量的最小值。
[0031] 本发明提供的又一优选的一种优化配电网运行的变电站规划方法，所述步骤 (4-4)中的适应值通过W下步骤确定：
[0032] 基于变电站个数及其坐标值，使用Voronoi法确定变电站的供电范围；
[0033] 统计每个变电站的供电范围内负荷点的负荷值之和，即该变电站所带负荷；
[0034] 通过变电站容量值、负荷电量和建设投资数据确定单项指标值；调用配电网综合 评估流程，计算该变电站个数及其坐标值下对应的变电站规划方案的综合评分值；
[0035] 所述单项指标值包括容载比、主变轻载比例、主变单位容量供电量、单位投资增供 负荷、单位投资增供电量和单位投资减少的户均停电时间。
[0036] 和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有W下优异效果
[0037] 1、本发明提出的方法能够优化配置配电网设备资源，提升配电网规划方案的综合 技术经济水平；
[0038] 2、本发明提出的方法使变电站优化规划和运行效率、效益综合评估工作有效结 合，提高了工作效率；
[0039] 3、本发明基于群体的随机优化方法，具有简单、快速、鲁棒性好等特点；
[0040] 4、本发明解决了配电网运行效率、效益评估研究匿乏，及其与配电网优化规划研 究结合不紧密的问题。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明方法流程示意图；
[0042] 图2为本发明的配电网运行效率、效益综合评估指标体系示意图；
[0043] 图3为本发明的变电站运行效率、效益综合评估指标体系示意图；
[0044] 图4为本发明的配电网综合评估流程示意图；
[0045] 图5为本发明实际算例的进化迭代过程图；
[0046] 图6为本发明实际算例优化方案对应的变电站布点图。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0048] 实施例1 :
[004引如图1-6所示，本例的发明优化配电网运行的变电站规划方法；所述方法包括W下步骤：
[0050] (1)收集整理规划原始数据；
[0051] (2)确定变电站座数范围；
[0052] (3)建立配电网运行效率、效益综合评估指标体系；
[0053] (4)W变电站综合评估指标最优为目标，确定变电站最优规划方案。
[0054] 所述步骤（1)中数据包括试点区域概况、电量负荷总量现状值及预测值、空间负 荷预测结果、变电站投资估算单价和规划设计导则规定的变电站主变容量和对应台数；所 述空间负荷预测结果包括每个地块的负荷值、每个地块的地理坐标值和每个地块供电电压 等级。
[005引所述步骤似中变电站座述范围通过下式（1)和似确定：
[005引式中；nm。为变电站座数的最小值，nm。,为变电站座数的最大值，Sm。为所需变电站 容量的最小值，Sm。、为所需变电站容量的最大值，Cmi。为根据导则规定的变电站主变台数和 主变容量得到的变电站容量的最小值，Cm。、为根据导则规定的变电站主变台数和主变容量 得到的变电站容量的最大值，Ceil为向上取整函数。
[0059] 所述所需变电站容量的最小值Smi。和所需变电站容量的最大值Sm。、通过下式（3) 和（4)确定：
[0060] Sm" =Rsmm冲f 做
[006USmax=Rsmax冲fW
[006引其中，氏为根据导则规定的容载比最小值，Rsm。、为根据导则规定的容载比最大 值，Pf为负荷预测值。
[0063] 所述配电网运行效率、效益综合评估指标体系包括设备负载率、轻载设备占比、设 备单位资源供电量、电网效益和社会效益；所述设备负载率包括容载比、中压线路平均负载 率和配变平均负载率；所述轻载设备占比包括主变轻载比例、中压线路轻载比例和配变轻 载比例；所述设备单位资源供电量包括主变单位容量供电量、中压线路单位长度供电量和 配变单位容量供电量。所述电网效益包括单位投资增供负荷和单位投资增供电量；所述社 会效益包括单位投资减少的户均停电时间和单位投资GDP增长。
[0064] 配电网效率、效益的综合评估中，各层指标之间的重要程度有所差别，因此是一个 有属性偏好的综合评估问题，需要对评估指标进行权重设置。且由于评估指标的数量级存 在差异，需要进行一致性处理，本发明选用对指标评分的方式，针对每个指标的特点设置评 分曲线。并选取层次分析法（AHP)、模糊综合评价法（FC巧和德尔菲法值M)作为综合评估 方法，使用层次分析法可求得各层次指标的权重值；在指标评分曲