一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及电力，尤其涉及一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、配网自动化开关目前已得到大规模应用，但是其位置分布的生成方法各异。主流方法是基于将用户数和负荷数均匀分割的方式进行规划，使配网自动化开关的分布能尽量将用户数和负荷数均匀分开。

2、该主流方法的主要缺点是计划难以适应实际的发展，实际中10kv馈线并不是一开始就按照最终状态进行全长的建设，往往随着区域发展而不断延伸，建设初期的配网自动化开关分布，往往最终无法使用户和负荷均匀分开。特别是单纯使用电流分段原理配置配网自动化开关的情况下，整条线路只有2至3台开关投入保护动作，前期开关投运后，后期新增开关布点会受很大影响，极可能无法使用户和负荷均匀分割。

3、此外，该主流方法在进行配网自动化开关位置分布规划时仅考虑了用户数和负荷数，实用性较低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配网自动化开关位置分布生成方法、装置及存储介质，解决了现有主流的配网自动化开关位置分布规划方法受前期配网自动化开关布点的影响较大且实用性较低的技术问题。

2、本发明第一方面提供一种配网自动化开关位置分布生成方法，包括：

3、步骤s1，将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；

4、步骤s2，枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；

5、步骤s3，根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；

6、步骤s4，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；

7、步骤s5，判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；

8、步骤s6，若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；

9、步骤s7，若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回步骤s2；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回步骤s2；其中，在后续进行用户负荷损失期望值计算时，增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不计入所属的原目标分段中；

10、步骤s8，若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回步骤s2；

11、步骤s9，当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。

12、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数，包括：

13、以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔时得到故障概率、负荷和中低压用户数，则目标杆塔与其下游目标杆塔间的故障概率为，目标杆塔与其下游目标杆塔间的负荷为，目标杆塔与其下游目标杆塔间的中低压用户数为，其中为目标杆塔与目标杆塔间的故障概率。

14、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值，包括：

15、确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；

16、根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；

17、根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。

18、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值，包括：

19、按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：

20、；

21、式中，为目标分段的用户负荷损失期望值，为目标分段的故障概率，为目标分段的负荷，为目标分段的中低压用户数。

22、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案，包括：

23、步骤s61 ，基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；

24、步骤s62 ，令x=1；

25、步骤s63，取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；

26、步骤s64，校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回上一步骤，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。

27、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一预置增加优先级顺序为：

28、从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；

29、所述第二预置增加优先级顺序为：

30、从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。

31、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：

32、以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；

33、计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；

34、根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。

35、本发明第二方面提供一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：

36、第一计算模块，用于将目标配网区域中的杆塔和电缆分接点作为目标杆塔，计算干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；

37、枚举模块，用于枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；

38、第二计算模块，用于根据所述故障概率、负荷和中低压用户数，计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；所述目标分段由相应分段开关配置方案下的各分段开关划分得到；

39、第三计算模块，用于计算所述分段开关配置方案集合中各分段开关配置方案下的目标样本的方差；所述目标样本由相应分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；

40、判断模块，用于判断所述分段开关配置方案集合中是否存在备选分段开关配置方案；所述备选分段开关配置方案为所述分段开关配置方案集合中满足预置期望值条件的分段开关配置方案，所述预置期望值条件为对应目标样本中的最大用户负荷损失期望值小于预置用户负荷损失期望值阈值；

41、选取模块，用于若存在备选分段开关配置方案，以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；

42、第一增加配置模块，用于若不存在备选分段开关配置方案，按照第一预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的支线中增加分支开关；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值不大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，返回枚举模块；若增加的分支开关所属的分支的用户负荷损失期望值大于所述预置用户负荷损失期望值阈值，在增加的分支开关所属的分支上增加联络开关以形成干线之一，再返回枚举模块；

43、第二增加配置模块，用于若增加的分支开关的数量达到第一数量阈值时仍得不到最优分段开关配置方案，按照第二预置增加优先级顺序在所述目标配网区域内的干线上增加不投入保护的配网自动化开关，返回枚举模块；

44、生成模块，用于当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到第二数量阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案。

45、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第一计算模块包括：

46、第一计算单元，用于以馈线开关为根节点，配变为叶节点，从叶节点向根节点回溯，每遇到分叉点/合并点，均将分叉点/合并点下游的故障概率、负荷和中低压用户数分别进行求和，作为分叉点/合并点至下游各节点的故障概率、负荷及中低压用户数，一直回溯直至到干线上，假设与干线交汇于目标杆塔时得到故障概率、负荷和中低压用户数，则目标杆塔与其下游目标杆塔间的故障概率为，目标杆塔与其下游目标杆塔间的负荷为，目标杆塔与其下游目标杆塔间的中低压用户数为，其中为目标杆塔与目标杆塔间的故障概率。

47、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第二计算模块包括：

48、确定单元，用于确定目标分段中各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数；

49、第二计算单元，用于根据确定的各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数；

50、第三计算单元，用于根据得到的目标分段的故障概率、负荷和中低压用户数计算相应目标分段的用户负荷损失期望值。

51、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第三计算单元具体用于：

52、按照下式计算相应目标分段的用户负荷损失期望值：

53、；

54、式中，为目标分段的用户负荷损失期望值，为目标分段的故障概率，为目标分段的负荷，为目标分段的中低压用户数。

55、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述选取模块包括：

56、排序单元，用于基于目标样本的方差由小到大的顺序对各所述分段开关配置方案进行排序，得到排序集合；

57、初始化单元，用于令x=1；

58、选取单元，用于取所述排序集合中第x个分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案；

59、校验单元，用于校验所述备选分段开关配置方案的目标样本中的最大用户负荷损失期望值是否小于预置用户负荷损失期望值阈值；若是，以所述备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；若否，令x=x+1并返回选取单元，直至遍历完所述分段开关配置方案集合中的所有分段开关配置方案。

60、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述第一预置增加优先级顺序为：

61、从用户负荷损失期望值最大的分支中的第一目标节点处开始增加；所述第一目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧；

62、所述第二预置增加优先级顺序为：

63、从用户负荷损失期望值最大的目标分段中的第二目标节点处开始增加；所述第二目标节点为用户负荷损失期望值最大的目标杆塔间中的目标杆塔小号侧。

64、根据本发明第二方面的一种能够实现的方式，所述装置还包括：

65、确定模块，用于以所述目标配网自动化开关位置分布方案下的目标样本作为质量评价样本；

66、第四计算模块，用于计算所述质量评价样本的最大用户负荷损失期望值与所述质量评价样本的方差；

67、质量评价模块，用于根据得到的方差计算结果评价所述目标配网自动化开关位置分布方案的配网自动化开关分布质量。

68、本发明第三方面提供了一种配网自动化开关位置分布生成装置，包括：

69、存储器，用于存储指令；其中，所述指令用于实现如上任意一项能够实现的方式所述的配网自动化开关位置分布生成方法；

70、处理器，用于执行所述存储器中的指令。

71、本发明第四方面一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项能够实现的方式所述的配网自动化开关位置分布生成方法。

72、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

73、本发明枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时，各台分段开关分别配置在干线上的各个目标杆塔处的方案，得到分段开关配置方案集合；基于干线上各目标杆塔间的故障概率、负荷和中低压用户数计算该集合中各分段开关配置方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值；计算各分段开关配置方案下的目标样本的方差，其中目标样本由相应方案下的各目标分段的用户负荷损失期望值构成；以满足预置期望值条件的分段开关配置方案作为备选分段开关配置方案，在存在备选分段开关配置方案时以目标样本的方差最小所对应的备选分段开关配置方案作为最优分段开关配置方案；在不存在备选分段开关配置方案时，在支线中增加分支开关并返回至最优分段开关配置方案确定步骤；若仍得不到最优分段开关配置方案，则在干线上增加不投入保护的配网自动化开关，并返回至最优分段开关配置方案确定步骤；当得到最优分段开关配置方案或者增加的不投入保护的配网自动化开关的数量达到相应阈值时，基于当前的开关配置结果生成目标配网自动化开关位置分布方案；本发明枚举分段开关数在不大于预置分段开关数量最大值时的各分段开关配置方案，基于得到的分段开关配置方案集合进行最优化方案分析，实现了现有条件下配网自动化开关布点的位置的生成，不会受到前期配网自动化开关布点的影响；

74、线路中不同部分发生故障的概率并不一致，针对故障概率高的部分可以考虑适当增加配网自动化开关布点，特别在配合主站式自愈情况下，将多余的配网自动化开关投入保护告警时，能实现更高效的故障隔离和恢复，本发明考虑了线路的故障概率，结合故障概率、负荷和中低压用户数进行配网自动化开关位置分布的实时生成，能够提高配网自动化开关布点的准确性和实用性。