一种高可靠性的配电系统联络点规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于供配电技术领域，具体涉及一种高可靠性的配电系统联络点规划方 法。
【背景技术】
[0002] 联络是配电系统的重要组成部分，对于故障后的负荷转移和供电恢复具有重要意 义，是提高配电系统可靠性的重要手段。当前的配电自动化建设与改造多集中于对开关设 备或配电自动化终端设备等进行安装或自动化改造，然而当故障快速隔离后，若现有的备 用电源容量不足或负荷转移后电压等参数发生越限，仍会导致相关负荷被切除和长时间失 电。因此必须在相应馈线段建设新的联络，以保证破坏性故障发生后负荷的转移和供电恢 复。
[0003] 当前，针对配电系统的联络点规划已经开展了很多研究。相关研究提出了中压配 电网联络线优化算法，在满足变电站以及变压器水平N-I准则前提下，计算使空载联络线 固定投资最小的联络方案。部分工作研究联络开关的优化配置，研究同一条馈线内部联络 开关的优化配置，以提高系统可靠性原则为前提，寻求使网络重构得到的系统网损最小的 配置方案。另有学者从配电系统最大供电能力角度研究了主变压器站间联络结构优化问 题。
[0004] 配电系统中若在每个馈线段建设联络可实现高可靠性，但考虑到联络开关设备成 本较高，联络线路的选择涉及复杂的地理信息因素，盲目建设联络将导致大量投资。因此， 应根据不同供电区域的负荷大小、用户类型、接线方式等实际需求，综合考虑供电可靠性、 联络建设投资等因素对联络点的数量、建设位置进行科学规划，以期在保证系统一定供电 可靠性的前提下，投资最小，获得较高的投资回报率。
[0005] 对于配电系统的联络规划问题已有相关研究。现有技术主要从简化了馈线间的单 联络规划、优化两联络接线模式的联络线、环间联络线落点位置的选择、联络开关的优化配 置、同一条馈线内部联络开关的优化配置、考虑可靠性的配电网分段开关和联络开关的数 量和安放位置的规划、基于负荷-光伏等效负荷曲线动态分段对含光伏电源的配电网联络 开关进行优化配置、考虑停电损失和设备投资研究了联络开关的优化配置问题以模糊隶属 函数表示负荷重要性、复杂拓扑结构下最优分段和联络计算方法以及自动分段开关和自动 联络开关的组合和配置方法，上述技术方案从不同角度对配电系统进行联络规划，均存在 一定局限性，难以提升电网规划优化的合理性，也不能满足日益发展的供电要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、具有较高投资回报 率及工程指导价值的高可靠性的配电系统联络点规划方法。
[0007] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0008] -种高可靠性的配电系统联络点规划方法，包括多联络配电系统可靠性分析方法 以及建立联络点规划模型并对其进行求解方法，
[0009] 所述多联络配电系统可靠性分析方法采用分块可靠性计算的最小割集法实现，具 体包括以下步骤：
[0010] 步骤1、根据开关分布进行馈线分块；
[0011] 步骤2、对各分块的类型、负荷、可靠性信息进行统计；
[0012] 步骤3、针对每一个负荷块，搜索该块到电源块、转移块的所有最小路，以及所有与 该块相连的其他路径；
[0013] 步骤4、根据最小路信息找出该负荷块的一阶供电割集、一阶转移割集块；
[0014] 步骤5、根据步骤3中的最小路以及步骤4中的一阶割集信息，分析与负荷块相连 的各个馈线块发生故障对该负荷块的影响，并进行累加；
[0015] 步骤6、重复步骤3至步骤5,直至将所有负荷块分析完毕；
[0016] 步骤7、计算各个负荷点以及系统的可靠性指标；
[0017] 所述建立联络点规划模型并对其进行求解的方法包括以下步骤：
[0018] 步骤1、每个负荷段确定决策变量：
[0019] 步骤2、以系统年停电损失EC0ST、联络建设运维年投资IC之和最小为目标，以系 统供电可用率ASAI作为约束，建立联络点规划模型；
[0020] 步骤3、采用二进制遗传算法求解联络点规划模型。
[0021] 而且，所述对各分块的类型、负荷、可靠性信息进行统计是根据串联元件可靠性计 算公式计算每个块的故障率λ Β与平均停电持续时间rB，计算公式如下：
[0022]
[0023]
[0024] 式中：NB为块中元件个数，λ占 r汾别为第i个元件的故障率和修复时间。
[0025] 而且，所述分析与负荷块相连的各个馈线块发生故障对该负荷块的影响并进行累 加的方法为：优先分析故障块与一阶供电割集的关系，并分析故障对供电路径的影响；若 故障不可隔离，则分析故障块与一阶转移割集的关系，以确定故障对转移路径的影响；对一 个具体的负荷块来说，与其相连的馈线块可分为如下四种类型：
[0026] ①该块与负荷块的一阶供电割集之间存在断路器或熔断器，则该块故障对负荷块 不产生影响；
[0027] ②该块与负荷块的一阶供电割集之间无断路器，但存在分段开关，则该块故障会 引起负荷块停电，停电持续时间为故障隔离时间；
[0028] ③该块与负荷块的一阶供电割集之间无任何开关，但与一阶转移割集之间存在分 段开关，则该块故障会引起负荷块停电，停电持续时间为故障隔离时间与转移时间之和；
[0029] ④该块与负荷块的一阶供电割集之间无任何开关，与一阶转移割集之间无任何开 关，则该块故障会引起负荷块停电，停电持续时间为故障块的平均修复时间。
[0030] 而且，所述联络点规划模型以系统年停电损失期望值EC0ST、联络建设运维年投资 IC之和最小为目标，以系统供电可用率期望值ASAI作为约束，如下式所示
[0031] min:EC0ST+IC
[0032] s. t. :ASAI ^ K
[0033] (1)系统年停电损失期望值ECOST计算公式为：
[0034]
[0035] 式中：NL为负荷节点数，AL#负荷点j的平均负荷，ENS j为第j个负荷节点的年 停电电量期望，IEARj为第j个负荷节点每次停电所对应的每kWh停电电量成本；
[0036] (2)联络建设运维投资IC计算公式如下：
[0037] IC = NtleAtle (1+h)/2
[0038] 其中N&为联络点建设数量，A &为每条联络建设年值，h为设备运维费用取设备 投资费用的比例，除以2表示联络点建设投资取每条联络建设投资期望值的一半，根据设 备现值计算设备年值的公式如下：
[0039]
[0040] 其中，P&为单条联络建设的现值，i为贴现率；
[0041] (3)系统年停电损失期望值ASAI计算公式为：
[0042]
[0043] 而且，所述采用二进制遗传算法求解联络点规划模型，包括以下步骤：
[0044] 步骤（1)对网络参数和算法参数进行初始化；
[0045] 步骤（2)随机产生初始化群；
[0046] 步骤（3)计算适应度；
[0047] 步骤（4)最优结果保存；
[0048] 步骤（5)判断是否满足终止准则，如果不满足，则选择交叉变异，并返回
[0049] 步骤（3)，如果满足终止准则，则输出结果。
[0050] 本发明的优点和积极效果是：
[0051] 本发明采用分块可靠性计算的最小割集法对多联络配电系统进行可靠性分析，以 系统供电可靠性指标为约束，以经济性最优为目标建立了联络点规划模型，并采用遗传算 法进行求解，保证了系统在具有较高供电可靠性前提下，经济性最好并获得较好的投资回 报率，具有较强的工程指导价值。
【附图说明】
[0052] 图1是可靠性计算流程；
[0053] 图2是遗传算法计算流程；
[0054] 图3是RBTS母线6部分配电系统主接线图；
[0055] 图4是停电损失和联络点建设数量随ASAI约束变化图。