一种径向配网的超短时间尺度规划方法、介质及系统与流程

本发明属于径向配网规划，具体而言，涉及一种径向配网的超短时间尺度规划方法、介质及系统。

背景技术：

1、配电网在将电力输送给电力系统的最终能源消费者方面起着至关重要的作用。然而，低阻抗比和配网的径向性质导致了有功功率以热量形式大量损失。短时间尺度网络规划(short time-scale network configuration，stnc)，是在保证系统可靠运行的同时，尽量减少网络有功功率损耗的可能解决方案之一。配电网中有两种类型：常闭分段开关和常开连接开关。短时间尺度网络规划通过修改网络中交换机的开/关状态，提出了一种新的配电网拓扑结构。

2、目前现有技术中用于解决stnc问题的方法可以大致分为三种类型：进化算法、数学规划和启发式方法。然而，由于进化算法和数学规划的高计算要求，研究人员更倾向于启发式方法求解配网短期规划问题。对于快速规划，启发式算法考虑了两种策略：支路交换策略和顺序开关开启策略。

3、现有的配电网规划方法，虽然能获得最优的结果，但计算时间非常大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种径向配网的超短时间尺度规划方法、介质及系统，能够解决现有的配电网规划方法，虽然能获得最优的结果，但计算时间非常大的技术问题。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明的第一方面提供一种径向配网的超短时间尺度规划方法，其中，包括以下步骤：

4、s10、建立模拟径向配电网络，包括多个网络环路，其中所述模拟径向配电网络中的所有支路都配备有线路开关；

5、s20、将模拟径向配电网络中所有的线路开关的状态设置为开启；

6、s30、计算流过每个线路开关的电流，记为开关电流；

7、s40、选择每个网络环路中承载最小电流的线路开关，将其状态从开启更改为关闭，以当前关闭状态的线路开关作为第一开关集；

8、s50、选择所述第一开关集中的一个线路开关，在所述选择的线路开关所在的网络环路中，任选一个非第一开关集中的线路开关形成开关对，将开关对的状态进行交换；

9、s60、计算模拟径向配电网络中的支路电流和总功率损耗，并选择导致功率损耗最大减少的线路开关作为目标开关，与步骤s50中选定的线路开关进行交换，并更新所述第一开关集；

10、s70、重复执行步骤s50～s60，直到找不到能进一步减少总功率损耗的线路开关对为止，最终确定出优化后的线路开关配置，输出给运维人员用于对径向配网进行规划调整。

11、上述方案的效果：首先获取每个网络环路中承载最小电流的线路开关进行关闭，作为第一阶段，然后对每个网络环路中承载最小电流的线路开关进行交换，作为第二阶段，采用这一两阶段启发式算法，可以在更短的时间内解决径向配网的规划。

12、在上述技术方案的基础上，本发明的一种径向配网的超短时间尺度规划方法还可以做如下改进:

13、其中，所述建立模拟径向配配电网络具体步骤为：收集目标配电区域地理信息数据，数据包括杆塔位置、线路走向、用户位置；收集配电网络连接拓扑结构数据和电气参数数据，参数数据包括变压器参数、线路参数、负荷参数；将收集数据导入计算机建立模拟径向配电网络数学模型；设置配电网络供电方式，确定配电网络供电点，设置线路参数、变压器参数和负荷参数；运行建模软件生成模拟径向配电网络电气连接拓扑并计算电气参数。

14、进一步的，所述将模拟径向配电网络中所有的线路开关的状态设置为开启的具体步骤为：初始化配电网络线路开关状态向量；遍历状态向量将每个线路开关状态设置为开启状态；更新配电网络拓扑结构将线路开关两端节点设置为电气相通；调用拓扑分析模块重新计算更新配电网络电流分配情况。

15、进一步的，所述计算流过每个线路开关电流具体步骤为：调用配电网的负荷流计算模块，根据配电网络拓扑结构、线路参数及负荷情况构建电气网络计算模型；求解网络电气平衡方程计算各支路电流值；统计输出各线路开关对应支路电流信息。

16、进一步的，所述选择每个网络环路中承载最小电流的线路开关的步骤，具体是：对计算得到支路电流信息进行排序分析；识别配电网络中所有网络环路构成回路；在每个网络环路内选择承载电流最小线路开关。

17、进一步的，所述选择所述第一开关集中的一个线路开关，在所述选择的线路开关所在的网络环路中，任选一个非第一开关集中的线路开关形成开关对，将开关对的状态进行交换的步骤，具体是：从第一开关集随机选择一个线路开关；将该线路开关状态更新为开启；查找线路开关所在网络环路，随机选择非第一开关集中的线路开关；将选择出线路开关状态更新为关闭。

18、另外的，所述重复执行步骤s50～s60的方式为并列重复，具体是：

19、s71、针对每个网络环路，执行步骤s50、s60，得到更新后的第一开关集以及对应的总功率损耗，其中，将更新后的第一开关集记为第二开关集，将对应的总功率损耗记为第二功率损耗；

20、s72、并行执行s71、得到每个并行执行s71得到的多组第二开关集以及对应的第二功率损耗；

21、s73、选择s72中第二功率损耗最低的第二开关集记为第三开关集，以及对应的第二功率损耗记为第三功率损耗；

22、s74、遍历所述第三开关集中的每个线路开关，以当前遍历的线路开关所在的网络环路中，开关电流大于当前遍历的线路开关的线路开关作为可交换集；

23、s75、以所述当前遍历的线路开关与所述可交换集中的线路开关进行状态交换；

24、s76、重复执行步骤s74～s75，直到找不到能进一步减少总功率损耗的线路开关对为止，最终确定出优化后的线路开关配置，输出给运维人员用于对径向配网进行规划调整。

25、这一改进的效果是：采用并行模式进行一次开关状态交换，得到更新后的多组开关集，选择总功率损耗最低的一组进行交换处理，有效降低了整个方法的执行次数，更进一步的减少规划所用时间。这一并行处理方式虽然无法得到最优的结果，但是与最优结果十分接近，可以作为目标规划。

26、本发明的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质中存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种径向配网的超短时间尺度规划方法。

27、本发明的第三方面提供一种径向配网的超短时间尺度规划系统，其中，包含上述的计算机可读存储介质。

28、与现有技术相比较，本发明提供的一种径向配网的超短时间尺度规划方法、介质及系统的有益效果是：首先获取每个网络环路中承载最小电流的线路开关进行关闭，作为第一阶段，然后对每个网络环路中承载最小电流的线路开关进行交换，作为第二阶段，采用这一两阶段启发式算法，可以在更短的时间内解决径向配网的规划。采用并行模式进行一次开关状态交换，得到更新后的多组开关集，选择总功率损耗最低的一组进行交换处理，有效降低了整个方法的执行次数，更进一步的减少规划所用时间。本发明的技术方案解决了有的配电网规划方法，虽然能获得最优的结果，但计算时间非常大的技术问题。