一种配电网N-1转供方法及系统与流程

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种配电网n-1转供方法及系统。

背景技术：

配电网“n-1”转供能力分析工作需要大量的配电网拓扑分析和潮流计算。目前这些工作仍需要依靠人员手工完成，一方面这些工作中重复性内容较多，浪费配电网调控、运行方式专业人员大量的时间，另一方面配电网接线从单联络逐步向多分段多联络发展，拓扑结构越来越趋向于复杂，人工已经不能胜任如此复杂的拓扑分析和大规模的潮流计算。因而急需研制一种能够制定转供方案的方法。

中国专利cn110148934a，公开日2019年8月20日，一种考虑二次转供的配电网负荷转供方法，利用遗传算法求解二次转供过程，二次转供以最大可转移负荷量为目标函数，其在充分考虑线路约束以及主变约束的条件下，将停电负荷的转供路径进行优选，在目标变电站容量不足时，通过二次转供提高供电恢复量，该方案可以有效提高负荷的转供成功率。但其并不能全面实现配网的“n-1”转供方案。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：目前缺乏全面实现配网的“n-1”转供方案的技术问题。提出了一种能够全部制定转供方案的配电网n-1转供方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种配电网n-1转供方法，包括以下步骤：a)获得配网拓扑结构和历史负荷数据；b)统计配网中的支路、母线、主变以及变电站四类，按类建立联络表，并标记每个设备的历史平均负荷；c)遍历每条支路，根据联络表为其寻找n-1转供方案，并作为转供方案；d)按母线、主变以及变电站的顺序，依次遍历每个类别中的每个对象，根据联络表找到n-1转供方案；e)当配网出现转供需求时，根据步骤c至d获得的转供方案进行转供。分别为支路、母线、主变以及变电站生成n-1转供方案，能够全面的为配网制定n-1转供方案，提高配网转供的效率。步骤e)中首先按n-1转供方案进行转供，若配网未进行大规模改动，且负荷均留有备用余量，根据历史负荷数据所得转供方案即可直接进行转供，若配网进行大规模的改动或增减了大容量设备，则应重新执行本方法更新n-1转供方案。

作为优选，步骤b)中，建立联络表的方法为：b1)选取支路bi，向量<bj，ck>表示支路bj与支路bi通过联络开关ck联络，遍历全部支路，与支路bi联络的全部支路构成的向量的集合作为支路bi的联络集合b2)遍历全部支路，找到每条支路的联络支路集合，全部支路的联络支路集合构成支路的联络表；b3)同步骤b1)至b2)建立母线、主变以及变电站的联络表。为每条支路寻找联络支路集合，方便进行支路n-1转供方案的制定。

作为优选，步骤c)中，根据联络表为支路bi寻找n-1转供方案的方法包括：c1)从联络集合中，按支路bj所在主变的容量限制，筛除主变剩余容量不足支路bi平均负荷的联络支路，筛除后的集合记为若为空集，则发出警告，提示配网缺陷，表示与支路bi联络的支路对应的向量，n表示与与支路bi联络的支路的数量；c2)读取对应支路的历史负荷数据，以及该支路所属主变的历史负荷数据；c3)将一日划分为96个时段ti，i∈[1，96]，分别获得表示支路在每个时段ti，i∈[1，96]的负荷以及该支路所属主变在每个时段ti，i∈[1，96]的负荷负荷余量c4)分别统计历史周期内的每日时段ti时，负荷余量的均值将支路对应的均值由大到小的顺序排列集合排序后作为支路bi的转供顺序，构成时段ti时支路bi的n-1转供方案。按时段下历史负荷均值进行转供方案的生成，能够在配网变动不大的情况下，提供可行的转供方案，发生转供需求时，直接按照对应时段下的转供方案进行转供即可，不需要读取实时负荷，进行计算分析，加快了转供的效率，减小了停电时间，若配网进行了较大规模的改动，则应重新执行本专利的步骤。

作为优选，步骤c4)中，计算历史周期内的每日时段ti时，负荷余量的均值和标准差按权重计算特征值将支路对应的特征值由大到小的顺序排列集合排序后作为支路bi的转供顺序，构成支路bi的n-1转供方案。通过标准差选出时段ti时负荷波动较小的支路，α、β、以及均直接使用其数值进行计算，即为无量纲数值，仅需保证方法执行中以及所采用的单位分别统一即可。

作为优选，步骤d)中，根据联络表找到母线的转供方案的方法包括：d11)依次获得该母线下每条支路的n-1转供方案，其集合作为该母线的n-1转供方案；d12)若步骤d11)中存在某条支路的n-1转供方案中，集合中的支路均位于断电母线下，则首先尝试将集合中的支路进行转供，若转供成功则将继续进行母线下支路的转供，若集合中的支路转供均失败，则发出警告，提示配网缺陷；d13)若步骤d11)中存在某条支路的n-1转供方案中，集合中的支路对应的主变负荷余量均不足，则发出警告，提示配网缺陷。提供母线的转供方案，能够加快母线转供的效率，提前发现母线无法n-1转供的情况，发出配网缺陷报警。

作为优选，步骤d)中，根据联络表找到主变的转供方案的方法包括：d21)判断主变是否存在母分开关可联络，若不存在则进入步骤d23)，若存在则判断主变下的母线全部转供到母分开关可联络的母线负荷余量是否足够，若足够则将该转供作为主变的n-1转供方案，反之，进入步骤d22)；d22)将主变下的母线的支路选取一条进行转供，而后再次判断可联络的母线负荷余量是否足够，若足够则该转供作为主变的n-1转供方案，反之，再将主变下的母线的支路选取一条进行转供，直到可联络的母线负荷余量足够，并将该转供方案作为主变的n-1转供方案，若主变下的母线的全部支路均转供后，可联络的母线负荷余量仍不足够，则将可联络的母线下的支路进行转供，直到直到可联络的母线负荷余量足够，并将该转供方案作为主变的n-1转供方案，若可联络的母线的全部支路均转供后，可联络的母线负荷余量仍不足够，则发出报警，提示配网缺陷；d23)依次将主变下的母线作为单独断电母线进行转供，若主变下的母线均转供完成，则将该转供方案作为该主变的n-1转供方案，若主变下的母线转供中存在某个母线下的支路的n-1转供方案中，集合中的支路对应的主变负荷余量均不足，则发出警告，提示配网缺陷。提供主变的转供方案，能够加快主变转供的效率，提前发现主变无法n-1转供的情况，发出配网缺陷报警。

作为优选，步骤d)中，根据联络表找到变电站的转供方案的方法包括：d31)将变电站下的主变分别进行转供，若变电站下的主变均转供成功，则将该转供方案作为变电站的n-1转供方案，反之，则发出警告，提示配网缺陷。

作为优选，步骤e)中，当配网出现支路转供需求时，按照当前时段ti对应的支路bi的n-1转供方案进行转供。

一种配电网n-1转供系统，用于执行如前述的一种配电网n-1转供方法，包括数据处理单元、数据存储单元、数据通信单元和显示器，所述数据通信单元和配网调度中心数据库连接，所述显示器用于显示n-1转供方案或报警信息，所述数据存储单元、数据通信单元以及显示器均与数据处理单元连接，所述数据处理单元执行以下步骤：a)获得配网拓扑结构和历史负荷数据；b)统计配网中的支路、母线、主变以及变电站四类设备，按类建立联络表，并标记每个设备的历史平均负荷；c)遍历每条支路，根据联络表为其寻找n-1转供方案，并作为转供方案；d)按母线、主变以及变电站的顺序，依次遍历每个类别中的每个对象，根据联络表找到n-1转供方案；e)当配网出现转供需求时，根据步骤c至d获得的转供方案以及配网实时负荷进行转供。

本发明的实质性效果是：分别为支路、母线、主变以及变电站生成n-1转供方案，能够全面的为配网制定n-1转供方案，提高配网转供的效率；按时段下历史负荷均值进行转供方案的生成，能够在配网变动不大的情况下，提供可行的转供方案，发生转供需求时，直接按照对应时段下的转供方案进行转供即可，不需要读取实时负荷，减小了停电时间；能够发现配网转供缺陷并报警。

附图说明

图1为实施例一配电网n-1转供方法流程框图。

图2为实施例一建立联络表的方法流程框图。

图3为实施例一支路转供方案生成方法流程框图。

图4为实施例一配电网n-1转供系统结构框图。

其中：100、数据存储单元，200、数据通信单元，300、数据处理单元，400、显示器。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种配电网n-1转供方法，如图1所示，本实施例包括以下步骤：a)获得配网拓扑结构和历史负荷数据；b)统计配网中的支路、母线、主变以及变电站四类，按类建立联络表，并标记每个设备的历史平均负荷；c)遍历每条支路，根据联络表为其寻找n-1转供方案，并作为转供方案；d)按母线、主变以及变电站的顺序，依次遍历每个类别中的每个对象，根据联络表找到n-1转供方案；e)当配网出现转供需求时，根据步骤c至d获得的转供方案进行转供。步骤e)中首先按n-1转供方案进行转供，若配网未进行大规模改动，且负荷均留有备用余量，根据历史负荷数据所得转供方案即可直接进行转供，若配网进行大规模的改动或增减了大容量设备，则应重新执行本方法更新n-1转供方案。

如图2所示，步骤b)中，建立联络表的方法为：b1)选取支路bi，向量<bj，ck>表示支路bj与支路bi通过联络开关ck联络，遍历全部支路，与支路bi联络的全部支路构成的向量的集合作为支路bi的联络集合b2)遍历全部支路，找到每条支路的联络支路集合，全部支路的联络支路集合构成支路的联络表；b3)同步骤b1)至b2)建立母线、主变以及变电站的联络表。为每条支路寻找联络支路集合，方便进行支路n-1转供方案的制定。

如图3所示，步骤c)中，根据联络表为支路bi寻找n-1转供方案的方法包括：c1)从联络集合中，按支路bj所在主变的容量限制，筛除主变剩余容量不足支路bi平均负荷的联络支路，筛除后的集合记为若为空集，则发出警告，提示配网缺陷，表示与支路bi联络的支路对应的向量，n表示与与支路bi联络的支路的数量；c2)读取对应支路的历史负荷数据，以及该支路所属主变的历史负荷数据；c3)将一日划分为96个时段ti，i∈[1，96]，分别获得表示支路在每个时段ti，i∈[1，96]的负荷以及该支路所属主变在每个时段ti，i∈[1，96]的负荷负荷余量c4)分别统计历史周期内的每日时段ti时，负荷余量的均值将支路对应的均值由大到小的顺序排列集合排序后作为支路bi的转供顺序，构成时段ti时支路bi的n-1转供方案。按时段下历史负荷均值进行转供方案的生成，能够在配网变动不大的情况下，提供可行的转供方案，发生转供需求时，直接按照对应时段下的转供方案进行转供即可，不需要读取实时负荷，进行计算分析，加快了转供的效率，减小了停电时间，若配网进行了较大规模的改动，则应重新执行本专利的步骤。

根据联络表找到母线的转供方案的方法包括：d11)依次获得该母线下每条支路的n-1转供方案，其集合作为该母线的n-1转供方案；d12)若步骤d11)中存在某条支路的n-1转供方案中，集合中的支路均位于断电母线下，则首先尝试将集合中的支路进行转供，若转供成功则将继续进行母线下支路的转供，若集合中的支路转供均失败，则发出警告，提示配网缺陷；d13)若步骤d11)中存在某条支路的n-1转供方案中，集合中的支路对应的主变负荷余量均不足，则发出警告，提示配网缺陷。提供母线的转供方案，能够加快母线转供的效率，提前发现母线无法n-1转供的情况，发出配网缺陷报警。根据联络表找到主变的转供方案的方法包括：d21)判断主变是否存在母分开关可联络，若不存在则进入步骤d23)，若存在则判断主变下的母线全部转供到母分开关可联络的母线负荷余量是否足够，若足够则将该转供作为主变的n-1转供方案，反之，进入步骤d22)；d22)将主变下的母线的支路选取一条进行转供，而后再次判断可联络的母线负荷余量是否足够，若足够则该转供作为主变的n-1转供方案，反之，再将主变下的母线的支路选取一条进行转供，直到可联络的母线负荷余量足够，并将该转供方案作为主变的n-1转供方案，若主变下的母线的全部支路均转供后，可联络的母线负荷余量仍不足够，则将可联络的母线下的支路进行转供，直到直到可联络的母线负荷余量足够，并将该转供方案作为主变的n-1转供方案，若可联络的母线的全部支路均转供后，可联络的母线负荷余量仍不足够，则发出报警，提示配网缺陷；d23)依次将主变下的母线作为单独断电母线进行转供，若主变下的母线均转供完成，则将该转供方案作为该主变的n-1转供方案，若主变下的母线转供中存在某个母线下的支路的n-1转供方案中，集合中的支路对应的主变负荷余量均不足，则发出警告，提示配网缺陷。提供主变的转供方案，能够加快主变转供的效率，提前发现主变无法n-1转供的情况，发出配网缺陷报警。根据联络表找到变电站的转供方案的方法包括：d31)将变电站下的主变分别进行转供，若变电站下的主变均转供成功，则将该转供方案作为变电站的n-1转供方案，反之，则发出警告，提示配网缺陷。

一种配电网n-1转供系统，用于执行如前述的一种配电网n-1转供方法，如图4所示，包括数据处理单元300、数据存储单元100、数据通信单元200和显示器400，数据通信单元200和配网调度中心数据库连接，显示器400用于显示n-1转供方案或报警信息，数据存储单元100、数据通信单元200以及显示器400均与数据处理单元300连接，数据处理单元300执行以下步骤：a)获得配网拓扑结构和历史负荷数据；b)统计配网中的支路、母线、主变以及变电站四类设备，按类建立联络表，并标记每个设备的历史平均负荷；c)遍历每条支路，根据联络表为其寻找n-1转供方案，并作为转供方案；d)按母线、主变以及变电站的顺序，依次遍历每个类别中的每个对象，根据联络表找到n-1转供方案；e)当配网出现转供需求时，根据步骤c至d获得的转供方案以及配网实时负荷进行转供。

本实施例中，步骤c4)可替换为以下步骤作为新的实施例：步骤c4)中，计算历史周期内的每日时段ti时，负荷余量的均值和标准差按权重计算特征值将支路对应的特征值由大到小的顺序排列集合排序后作为支路bi的转供顺序，构成支路bi的n-1转供方案。通过标准差选出时段ti时负荷波动较小的支路，α、β、以及均直接使用其数值进行计算，即为无量纲数值，仅需保证方法执行中以及所采用的单位分别统一即可。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。