一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策略的制作方法

文档序号:10656729阅读:335来源:国知局
一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策略的制作方法
【专利摘要】一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策略。提供了一种实时分配配网三相负荷平衡的调度策略,为步骤:(1)、建立一个长度等于配网中从机切换装置个数的数组Z;(2)、实时在线检测每相总电流Ia_ph、Ib_ph、Ic_ph的大小和从机切换装置下各个用户负荷的电流大小;(3)、判断ε的大小;(4)、以单调递增的方式将分别接在A,B,C三相的用户负荷进行排序并分别存入到链表a,b,c中,等。与传统的算法相比,使用贪心算法可以更快的找到相应的调度方案,并能在线同时控制多台从机,使配网三相不平衡度在短时间内迅速下降,以此来应对配网用电负荷的时变性。
【专利说明】
-种基于贪心算法的实时分配配网H相负荷平衡的调度策略
技术领域
[0001] 本发明设及一种实时分配配网=相负荷平衡的调度策略,是一种治理配网=相不 平衡的调度策略。
【背景技术】
[0002] 配电网中存在大量的单相负荷,由于单相负荷分布的不均衡和投入不同时性,使 得=相负荷不平衡成为低压电网运行维护中一个比较突出的问题。=相负荷不平衡将增加 电网损耗,使配电网中重载相的供电电压质量大大下降,造成配网变压器的出力降低,电能 转化效率下降。
[0003] 配电网的=相负荷平衡工作已经受到了电力部口越来越多的关注和重视,但受到 现有技术水平和测量仪器的限制,低压=相负荷的平衡工作仍然只停留在定期测试和根据 经验通过人工离线调整负荷相序调整负荷,调整效果不佳而且需要停电影响用户供电的可 靠性。相比之下=相无损耗平衡负荷装置(如专利名称相平衡自动调节装置"申请号 "201510513019.0"的中国专利,利用机械原理和电量的测量自动控制原理,设计了一种= 相平衡自动调节装置,通过本发明装置可W方便的进行负荷的自动调整和手动调整,)拥有 在线实时调节的优势,增强了供电可靠性和大大降低配变、低压线路损耗,提高供电质量及 设备利用率,减少电网建设投资,值得未来在配网中大力推广。
[0004] 然而目前=相无损耗平衡负荷装置主机调度部分和从机切换部分的调度算法依 然发展缓慢,无法同时其切换多台从机,由于配电台区用电负荷具有时变性特点,目前的调 度算法无法实现在=相负荷不平衡度超限的情况下对用电负荷相序进行及时的调整,存在 调度周期过长的问题。

【发明内容】

[0005] 本发明针对W上问题,提供了一种实时分配配网=相负荷平衡的调度策略,使用 贪屯、算法快速的找到相应的调度方案,同时控制多台从机,使配网=相不平衡度迅速下降, 达到降低线损,提高经济效益的作用。
[0006] 本发明的技术方案是:包括如下步骤:
[0007] (1)、建立一个长度等于配网中从机切换装置个数的数组Z,数组Z中每一个值记录 对应的从机切换装置是否在本次切换中命令动作,将数组的值初始化为0,当命令动作时数 组中相应的值置为1;并且创建一个空字典actions,用来存放每次切换过程所要动作的从 机编号;最后创建整数n,初始化赋值0,用W记录切换次数;
[000引(2)、实时在线检测每相总电流Ia_ph、Ib_ph、Ic_ph的大小和从机切换装置下各个用户 负荷的电流大小,通过检测每相总电流的值计算得到=相平衡时各相电流的平均值

并W此计算此时的不平衡度 ,
[0009] 其中I a_ph、I b_ph、IC Jh分别是A、B、C各相的总电流,
[0010] lav是各相电流的平均值,
[00川 Imax是二相电路中最大的电流值;
[0012] (3)、判断e的大小:如果e>15%,进入步骤(4),如果e《15%,返回步骤(2);
[0013] (4)、W单调递增的方式将分别接在A,B,CS相的用户负荷进行排序并分别存入到 链表a,b,c中;
[0014] (5)、选择当前电流最大相中的用户负荷;
[0015] (6)、如果没有满足步骤巧)的用户负荷,主机调度部分向字典actions中已经保存 的用户负荷对应的从机发出切换动作命令,并跳转至步骤(11),如果找到满足步骤(5)的用 户负荷,则进入步骤(7);
[0016] (7)、数组Z中将满足步骤(5)的用户负荷对应从机切换装置相应的数值置1,整数n 自增1,最后将该从机编号加入字典actions中,并将其对应的键值赋值为当前最小电流相;
[0017] (8 )、将所选用户负荷从对应电流相的用户负荷链表中删除,添加到电流最小相的 用户负荷链表中,更新全线S相负荷平衡用户相别联系关系图,并更新各相电流的大小W 及 Imax,Imin的值;
[0018] (9)、判断所选用户负荷添加到电流最小相后S相不平衡度6'大小,如果e'> 15%,则循环W上步骤(3)至步骤(8)的操作流程,如果e'《15%,则主机调度部分向字典 actions中的用户负荷对应的从机发出切换动作命令;
[0019] (10)、将数组Z中的各项数值重新置0,记录切换次数的整数n重新赋值0,将字典 actions 清空;
[0020] (11)、间隔1~5分钟后,从步骤(2)重新开始下一轮操作。
[0021] 所述步骤(5)中选择电流最大相中的用户负荷满足W下条件:①负荷电流最接近
②用户负荷在数组Z中相应数值为0,③该用户负荷电流与=相最小电流Imin之和 ', 小于S相最大电流Imax与该用户负荷电流之差。
[0022] 所述步骤(5)中通过for语句从最大电流相的链表的尾部循环遍历最大电流相用 户负荷,最终选择出符合条件的用户负荷。
[0023] 本发明的有益效果是:本发明提供了一种实时分配配网=相负荷平衡的调度策 略,为=相无损耗平衡负荷装置中主机调度部分和从机切换部分完成主从控制提供了实现 方案。与传统的算法相比,使用贪屯、算法可W更快的找到相应的调度方案,并能在线同时控 制多台从机,使配网=相不平衡度在短时间内迅速下降,W此来应对配网用电负荷的时变 性。同时该调度策略每次切换过程单台从机装置只能切换一次,防止了从机装置频繁切换, 保证了切换过程的安全性,为供电可靠性提供了保障,最终实现了降低线损,提高经济效益 的作用。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明实施例中用户相别初始连接关系图,
[0025] 图2是本发明实施例中各相用户负荷电流值列表图,
[0026] 图3是本发明实施例中用户相别更新后的连接关系图,
[0027] 图4是本发明实施例中用户相别最终切换后的连接关系图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作具体说明。
[0029] 本发明是一种基于贪屯、算法的实时分配配网=相负荷平衡的调度策略,将计算机 科学领域的贪屯、算法应用到电力配网=相负荷平衡的调度策略中,借鉴贪屯、算法的思想, 把降低配网=相负荷不平衡度的问题分解成求在=相无损耗平衡负荷装置从机切换部分 只动作一次的前提下,如何能得到最小=相负荷不平衡度的子问题,通过求该子问题的最 优解,一步步逼近求得全系统配网=相负荷平衡的整体调度策略。主要包括W下步骤:
[0030] (1)、建立一个长度等于配网中从机切换装置个数的数组Z,数组Z中每一个值记录 对应的从机切换装置是否在本次切换中命令动作,将数组的值初始化为0,当命令动作时数 组中相应的值置为1;并且创建一个空字典actions,用来存放每次切换过程所要动作的从 机编号;最后创建整数n,初始化赋值0,用W记录切换次数;
[0031] (2)、实时在线检测每相总电流13_。4,1^4,1。_。4的大小和从机切换装置下各个用户 负荷的电流大小,=相总电流通过安装在变压器二次侧出口侧的电流互感器检测,电流模 拟信号传递给主机调度部分的控制板的转化成电流数字信号给主机,各个用户的负荷电流 是通过串联在线路中的电流霍尔传感器获得,从机通过电力载波模块传递给主机,主机的 电流采样周期仅为100ms,从而实现实时检测。
[0032] 通过检测每相总电流的值计算得到=相平衡时各相电流的平均值

并W此计算此时的不平衡度
[003;3] 其中Ia_ph、Ib_ph、Icjh分别是A、B、C各相的总电流,
[0034] Iav是各相电流的平均值,即平衡时各相的总电流,
[0035] Imax是S相电路中最大的电流值;
[0036] (3)、判断e的大小:如果e>15%,进入步骤(4),如果e《15%,返回步骤(2);
[0037] (4)、W单调递增的方式将分别接在A,B,CS相的用户负荷进行排序并分别存入到 链表a,b,c中;
[0038] (5)、通过for语句循环遍历选择符合W下条件的当前电流最大相中的用户负荷:
负荷电流最接K 用户负荷在数组Z中相应数值为0,同时还要满足该用户负荷电 流与=相最小电流Imin之和小于=相最大电流Imax与该用户负荷电流之差,W上=个条件可 W在=相无损耗平衡负荷装置从机切换部分只动作一次的前提下,使得=相负荷不平衡度 的最小,体现了贪屯、算法局部最优的思想,并且防止多次切换从机装置,保证了供电的可靠 性和安全性;
[0039] (6)、如果没有满足步骤巧)中的用户负荷,主机调度部分向字典actions中已经保 存的用户负荷对应的从机发出切换动作命令,并跳转至步骤(11),如果找到满足步骤(5)中 的用户负荷,则进入步骤(7),由于负荷电流是在链表中升序排列,最先找到满足条件的用 户负荷就是当前的最优解,W防同一台从机装置在一次切换工程中来回切换;
[0040] (7)、数组Z中将该用户负荷对应从机切换装置相应的数值置1,整数n自增1,最后 将该从机编号加入字典actions中,并将其对应的键值赋值为当前最小电流相;
[0041] (8)、将所选用户负荷从对应电流相的用户负荷链表中删除,添加到电流最小相的 用户负荷链表中(即该用户负荷将切换至电流最小相),更新全线S相负荷平衡用户相别联 系关系图,并更新各相电流的大小W及Imax, Imin的值,在没有真正切换的情况下,预测切换 后各相电流的大小,W此更新此时的Imax, Imin的值,W此更新此时的Imax, Imin的值,为找下一 个从机切换对象提供依据;
[0042] (9)、判断预切换后S相不平衡度e大小,如果e>15%,则循环W上步骤(3)至步骤 (8)的操作流程,如果e《15%,则主机调度部分向字典actions中的用户负荷对应的从机发 出切换动作命令;
[0043] (10)、将数组Z中的各项数值重新置0,记录切换次数的整数n重新赋值0,将字典 actions 清空。
[0044] (11)、间隔1~5分钟后,从步骤(2)重新开始下一轮操作。
[0045] 实施例
[0046] W图1的用户相别连接关系和各用户负荷的电流(如图2所示)举例,
[0047] (1)、创建长度为7的数组A(对应7台从机),数组A中每一个值记录对应的从机切换 装置是否在本次切换中命令动作,将数组的值初始化为0,当命令动作时数组中相应的值置 为1,此时数组A为[0,0,0,0,0,0,0]。并且创建一个空字典3(3^〇113,用来存放每次切换过程 所要动作的从机编号,此时链表actions为{}。
[004引(2)、测得的S相总电流分别为,Ia_ph = 8+4+2 = 14A,Ib_ph = 2+3 = 5A,Ic_ph =化 1 = 3 A,通巧毎巧总由流的估计尊得到=相平衡时各相电流的平均值
tA相电流最大Imax=HA, W此可计算此时的不平衡
[0049] (3)、此时的e>15%,进入步骤(4);
[0050] (4)、W单调递增的方式将分别接在A,B,CS相的用户负荷进行排序并分别存入到 链表a,b,c中,通过数据结构将用户相别联系关系图数据化。在此时中链表a储存的是:7,6, 1。链表b储存的是:5,2。链表C储存的是:4,3。
[0051] (5)、此时最大电流相是A相,从链表a尾部遍历,用户负荷6的负荷电流4最接近
且该用户负荷在数组Z中相应数值为0,4+3<14-4,所W选择用户负荷 6作为切换对象。
[0052] (6)、将用户负荷6加入字典actions,当前最小电流相为C相,所要此时actions为 {(6: C) },数组Z中将该用户负荷对应从机切换装置相应的数值置1,整数n自增1,此时数组Z 为[0,0,0,0,0,1,0]
[0053] (7)、更新链表a,b,C存储的用户负荷编号,链表a更新为:7,1。链表b更新为:5,2。 链表C更新为:6,3,4。更新全线=相负荷平衡用户相别联系关系图,如图3所示,此时最大电 流相依然为A相,其值更新为Imax =IOA,最小电流相变为B相,其值更新为Imin =化3 = 5A,
[0054] (8)、此时的不平衡度为
需要循环W上步骤。
[0055] (9)链表 a 为:7,1。链表 b 为:5,2。链表 C 为:6,3,4。
[0056]选择条件不变。
[0化7] 此时最大电流相是A相,从链表a尾部遍历,A相用户负巧
用户 负荷7,1同时满足,可是用户负荷1不满足"该用户负荷电流与S相最小电流Imin之和小于S 相最大电流Imax与该用户负荷电流之差"5+8>10-8,所W选择用户负荷7作为切换对象,加 入字典actions,当前最小电流相为B相,所要此时actions为{(6:C),(7:B)},数组A中将该 用户负荷对应从机切换装置相应的数值置1,整数n自增1,此时数组A为[0,0,0,0,0,1,1] [005引更新链表a,b,C存储的用户负荷编号,链表a更新为:1。链表b更新为:5,2,7。链表C 更新为:6,3,4。此时最大电流相依然为A相,其值更新为Imax = SA,最小电流相变为B相,其值 更新为Imin二化3+2二7A ,
[0059] 此时的不平衡度为
^£机调度部分向字典 actions中的用户负荷6和用户负荷7对应的从机6和7发出各自相应的切换动作命令(即用 户负荷6从A相切至C相,用户负荷7从A相切至B相),切换后S相用户相别联系关系如图4所 /J、- O
[0060] (10)、将数组A里的各项数值重新置0,记录切换次数的整数n重新赋值0,将字典 actions 清空。
[0061] (11)、间隔1~5分钟后,从步骤(2)重新开始下一轮切换操作。W此实现实时控制 配网=相负荷平衡,达到减小线损,提高经济效益的目的。
【主权项】
1. 一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策略,其特征在于,包括如 下步骤: (1) 、建立一个长度等于配网中从机切换装置个数的数组Z,数组Z中每一个值记录对应 的从机切换装置是否在本次切换中命令动作,将数组的值初始化为0,当命令动作时数组中 相应的值置为1;并且创建一个空字典actions,用来存放每次切换过程所要动作的从机编 号;最后创建整数η,初始化赋值0,用以记录切换次数; (2) 、实时在线检测每相总电流^-^^、〖。^的大小和从机切换装置下各个用户负荷 的电流大小,通过检测每相总电流的值计算得到三相平衡时各相电流的平均值 片 丁丄 a-ph、丄 b_ph、丄 c-phyj 刀 1J/un、JJ、/「口 口 U /S、, 1^是各相电流的平均值, Imax是二相电路中最大的电流值; ⑶、判断ε的大小:如果ε>15%,进入步骤(4),如果<15%,返回步骤(2); (4) 、以单调递增的方式将分别接在A,B,C三相的用户负荷进行排序并分别存入到链表 a,b,c中; (5) 、选择当前电流最大相中的用户负荷; (6) 、如果没有满足步骤(5)的用户负荷,主机调度部分向字典actions中已经保存的用 户负荷对应的从机发出切换动作命令,并跳转至步骤(11),如果找到满足步骤(5)的用户负 荷,则进入步骤(7); (7) 、数组Z中将满足步骤(5)的用户负荷对应从机切换装置相应的数值置1,整数η自增 1,最后将该从机编号加入字典actions中,并将其对应的键值赋值为当前最小电流相; (8) 、将所选用户负荷从对应电流相的用户负荷链表中删除,添加到电流最小相的用户 负荷链表中,更新全线三相负荷平衡用户相别联系关系图,并更新各相电流的大小以及 Imax,Imin的值; (9) 、判断所选用户负荷添加到电流最小相后三相不平衡度ε'大小,如果ε'>15%,则 循环以上步骤(3)至步骤(8)的操作流程,如果ε'<15%,则主机调度部分向字典actions中 的用户负荷对应的从机发出切换动作命令; (10) 、将数组Z中的各项数值重新置0,记录切换次数的整数η重新赋值0,将字典 actions 清空; (11) 、间隔1~5分钟后,从步骤(2)重新开始下一轮操作。2. 根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策 略,其特征在于,所述步骤(5)中选择电流最大相中的用户负荷满足以下条件:①负荷电流 最接近②用户负荷在数组Z中相应数值为0,③该用户负荷电流与三相最小电流 Imin之和小于三相最大电流Imax与该用户负荷电流之差。3. 根据权利要求1所述的一种基于贪心算法的实时分配配网三相负荷平衡的调度策 略,其特征在于,所述步骤(5)中通过for语句从最大电流相的链表的尾部循环遍历最大电 流相用户负荷,最终选择出符合条件的用户负荷。
【文档编号】H02J3/14GK106022973SQ201610520205
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】陆惠斌, 徐勇, 沈飞, 车凯, 薛军, 赵季平, 刘恒门, 高晓宁, 陈吉洋, 杨川, 黄冠灵
【申请人】国网江苏省电力公司扬州供电公司, 国家电网公司, 扬州广源集团有限公司
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