配电网络优化运行方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及配电网络优化领域，特别是涉及一种配电网络优化运行方法和系统。
【背景技术】
[0002] 配电网络是电力系统的一个重要组成部分，配电网络的安全供电对于人们的日常 生活和社会生产具有重要意义。配电变压器是配电网络中的关键设备，它承担着电压变换、 电能分配的重要任务，同时配电变压器直接面对终端用户，因此对保障配电网络的安全供 电具有至关重要的影响。因此，如何提高配电网络中配电变压器的可靠性和使用寿命，保障 配电网络的正常运行，对于电力系统的安全稳定运行具有积极意义。绝缘材料是配电变压 器最核心的部分，主要包括变压器油和绝缘纸。配电变压器在实际的运行过程中，空气中的 水分、氧气、配电变压器自身产生的热量以及其他材料的作用使配电变压器绝缘材料发生 老化，其中由于配电变压器自身产生的热量而导致的热点温度升高是影响变压器绝缘材料 老化速度的关键因素，当绝缘材料老化至一定程度时，配电变压器会因电气性能和机械性 能劣化而无法满足系统的可靠性要求而退役，因此，通常情况下以配电变压器的绝缘老化 程度作为判断配电变压器寿命终止的依据。
【发明内容】
[0003] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种配电网络优化运行方法和系统，该方法和 系统能够合理分配配电网络中各个配电变压器的负载率，使配电变压器内部的热点温度降 低，延缓绝缘材料的老化，从而延缓配电网络中配电变压器的老化，保障配电网络的安全持 续运行。
[0004] 一种配电网络优化运行方法，该方法包括以下步骤：
[0005] 获取配电网络中配电变压器的当前负载率；
[0006] 根据所述当前负载率确定配电网络运行的优化目标函数；
[0007] 结合所述优化目标函数和遗传算法计算得到优化结果；
[0008] 根据所述优化结果运行所述配电网络。
[0009] 同时，本发明还提出一种配电网络优化运行系统，该系统包括：
[0010] 获取单元，用于获取配电网络中配电变压器的当前负载率；
[0011] 确定单元，用于根据所述当前负载率确定配电网络运行的优化目标函数；
[0012] 优化单元，用于结合所述优化目标函数和遗传算法计算得到优化结果；
[0013] 运行单元，用于根据所述优化结果运行所述配电网络。
[0014] 上述配电网络优化运行方法和系统根据配电变压器的实际负载率状态选择配电 网络重构的优化目标，避免了通过配电变压器热点温度计算来获得优化目标的复杂过程， 以优化后的配电网络结构运行其中的负荷设备，使得配电变压器的负载率从相对较高的数 值变为较低的数值，配电变压器内部的热点温度也随之降低，从而延缓了变压器中绝缘材 料的老化，实现延长配电变压器寿命、优化配电网络安全运行的目的。
【附图说明】
[0015] 图1为配电网络优化运行方法其中一个实施例的示意图；
[0016] 图2为配电网络优化运行方法另一个实施例的示意图；
[0017] 图3为配电网络优化运行方法另一个实施例中双端供电配电网络的电路示意图；
[0018] 图4为配电网络优化运行系统其中一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
[0020] 在其中一个实施例中，参见图1所示，一种配电网络优化运行方法，该方法包括如 下步骤：
[0021] Sll获取配电网络中配电变压器的当前负载率。
[0022] 配电变压器是配电网络中的重要设备，配电变压器的负载率，又称为配电变压器 的负载系数，代表着配电变压器实际负载量占配电变压器额定负载量的百分比，是配电变 压器的重要参数指标。
[0023] S12根据所述当前负载率确定配电网络运行的优化目标函数。
[0024] 在影响配电变压器的绝缘材料老化的诸多因素中，温度是其中的一个关键因素。 热点是配电变压器内部温度最高的位置，热点的温度越高，表明配电变压器的绝缘材料发 生老化的速度可能越快。热点的温度受环境温度和配电变压器负载率的影响，当环境温度 变化不明显时，可以采用调节配电变压器的负载率来实现对热点温度的改变，从而减缓配 电变压器绝缘材料的老化，以提高配电变压器的可靠性和使用寿命，保障配电网络的安全 运行。同时，根据配电变压器的实际负载率状态来选择配电网络重构的优化目标，不需要对 配电变压器的热点温度进行复杂的运算，而能够实现改变热点温度，延缓配电变压器老化 的目的。
[0025] 作为一种优选的实施方式，根据配电变压器的当前负载率确定配电网络运行的优 化目标函数时，先将配电变压器的当前负载率与负载率阈值进行比较，然后根据比较结果 确定所述优化目标函数。优选地，负载率阈值由配电网络系统所在地区的年平均温度确定， 以保证负载率阈值设置的合理性，其取值范围可以为[0. 81，1. 37]。将配电变压器的当前负 载率与负载率阈值进行比较，能够实时检测出配电变压器的负载率状态，更真实地反映配 电变压器的运行性能，同时避免对配电变压器热点温度计算的复杂过程，提高配电网络的 优化效率。
[0026] S13结合所述优化目标函数和遗传算法计算得到优化结果。
[0027] 遗传算法是模拟生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模 型，是一种通过模拟自然进化过程来搜索最优解的方法。遗传算法的基本思路是首先为计 算机随机生成一个初始解集，将决策变量通过编码得到二进制的代码形式的染色体，再通 过遗传操作（选择、交叉、变异）产生次代解集，求解适应度函数，由适应度大小决定其参与 下一轮遗传操作的概率，最后根据解集适应度值或者遗传代数的要求结束操作，获得最终 解。由于遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程形成的自适应全局优化搜索 算法，它从多初值点开始，沿多路径搜索实现全局或准全局最优，并可方便地处理混合整数 问题，也正是由于这些特点，使得遗传算法特别适用于对配电网络进行优化运行的分析。
[0028] S14根据所述优化结果运行所述配电网络。
[0029] 结合优化目标函数和遗传算法，最终计算获得配电网络的优化结果，该优化结果 反映出优化后的配电网络中各个配电变压器的负载分配情况，而配电变压器的负载分配情 况对应着配电网络中某一组配电变压器开关的状态，因此可以通过调整配电网络内的开关 来改变配电网络的运行方式，从而重新合理分配配电网络中配电变压器的负荷，在保证配 电网络安全运行的基础上，均衡配电变压器的负荷，降低配电变压器的损耗，实现配电网络 的优化。
[0030] 在上述实施例中，根据配电变压器的实际负载率状态选择配电网络重构的优化 目标，避免了通过配电变压器热点温度计算来获得优化目标的复杂过程，同时以优化后的 配电网络结构运行其中的设备，使得配电变压器的负载率从相对较高的数值变为较低的数 值，配电变压器内部的热点温度也随之降低，从而延缓了变压器中绝缘材料的老化，实现了 延长配电变压器的寿命，优化配电网络安全运行的目的。
[0031] 根据配电变压器的当前负载率确定配电网络运行的优化目标函数时，先将配电变 压器的当前负载率与负载率阈值进行比较，然后根据比较结果确定所述优化目标函数。
[0032] 在另一个实施例中，根据配电变压器的当前负载率与负载率阈值的比较结果确定 优化目标函数时，可以采用如下方式：
[0033] 当配电变压器的当前负载率小于或者等于负载率阈值时，以计算配电网络的综合 运行成本最小值的函数为优化目标函数，此种实施方式充分考虑配电网络的经济性和可靠 性，建立起配电网络综合运行成本模型，以求取该模型的最小值为配电网络优化的一个指 标，符合实际对配电网络建设的成本要求。
[0034] 优选地，以配电网络综合运行成本最小值为优化目标的优化目标函数为：
[0035] min ff = a jK+ a 2J (I)
[0036] 其中，W为配电网络综合运行成本，α 2= 1，α 1和α 2分别为配电网络可靠 性成本和经济性成本的权重因子，K为配电变压器可靠性运行成本，J为配电变压器经济性 运行成本。根据遗传算法求取配电网络综合运行成本的最小值，获得在综合运行成本最低 的情况下配电网络的可靠性成本及经济性成本的情况，而配电网络的