区域配电网优化运行系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属电力系统优化，具体设及一种区域配电网优化运行系统。
【背景技术】
[0002] 随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长， 同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。合理的配电网结构是电力系统安全稳 定W及经济运行的重要基础。对已有配电网进行优化改造，不仅关系到电力系统向用户提 供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。因此在竞争机制不 断引入电力市场的今天，电力公司对配电规划系统的需求相当迫切。
[0003] 我国现阶段电力系统配电网存在着很大的不足：线路直径细、供电半径大、配变容 量小、联络少，导致线损高和电压质量差的问题。尤其在负荷高峰期运种现象更为严重，影 响了配电网的供电可靠性。传统的配电网优化系统存在着一些不足：如在负荷预测阶段只 能预测短期负荷，很难准确描述和预测配网未来实际线路的状况，精度较差。还有一些城市 配电网优化系统在潮流计算的过程中没有考虑负荷和发电机的频率特性，没有进行静态、 动态分析。现存的部分配电网优化系统没有在正常和故障两种情况下对网络优化的进行全 面分析，并且没有做到在负荷预测的同时对配电网进行优化决策，功能的完整性上有所欠 缺。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是为运行人员提供一种精度高、分析全面、预测及优 化功能全面的区域配电网优化运行系统，本发明利用电力系统每季度负荷的历史数据，通 过负荷预测、潮流计算和网络重构，构建配电网网络优化模型并采取改进的二进制粒子群 算法进行优化分析，给出优化决策方案，指导配电网的运行和设计工作；本发明的技术经济 评价更加精确全面；同时减轻了规划人员的繁琐工作，加快规划的进程；一方面能减轻工 作人员的负担，另一方面也能优化网络的设计和运行，有效降低网络线损，提高电压质量， 在保障用户的供电要求和质量的前提下，取得最佳的配电网运行效益，为制定应变规划、滚 动规划创造了条件。 阳〇化]为了解决上述技术问题，本发明提供一种区域配电网优化运行系统，包括登陆界 面模块、电力负荷预测模块、配网潮流计算模块和区域配电网优化模块；
[0006] 所述登陆界面模块，用于由用户输入姓名和密码进行安全登录；
[0007] 所述电力负荷预测模块包括输入原始数据模块、运行负荷预测模块和负荷预测结 果模块；其中，所述输入原始数据模用于输入用户负荷、有功功率、无功功率值；所述运行 负荷预测模块用于计算未来规定时间段内的负荷预测值；用户可在负荷预测结果模块中查 看所述负荷预测值；
[0008] 所述配网潮流计算模块包括输入预测负荷数据模块、运行潮流计算模块和潮流计 算结果模块；其中，所述输入预测负荷数据模块用于输入负荷预测结果模块所获得的负荷 预测值；运行潮流计算模块用于计算该电力系统未来规定时间段内的潮流计算值；用户在 潮流计算结果模块中查看所述潮流计算值；
[0009] 所述区域配电网优化模块包括输入预测负荷数据模块、运行优化决策模块和优化 运行结果模块；其中，输入预测负荷数据模块用于输入负荷预测结果模块所获得的负荷预 测值；所述运行优化决策模块用于计算电力系统未来规定时间段内的潮流计算值，并对对 电力系统网络进行重构获得最优的配电网网络；用户在优化运行结果模块中查看重构后的 优化结果。
[0010] 本发明与现有技术相比，其显著优点在于，（1)本发明在优化数据准备阶段中，能 够进行中长期的负荷预测，准确描述和预测配网未来实际线路的状况，预测精度高。（2)本 发明在常规潮流计算的基础上考虑了负荷和发电机的频率特性，进行了动态和静态分析， 为运行人员提供了分析的基础。（3)本发明通过负荷预测原始数据的输入，得出负荷预测 值，并结合支路阻抗值，得出电力系统配电网优化方案，最后通过潮流计算对优化后的网络 进行计算，保证了整个系统功能的完整性。提高了电力系统网络优化的可靠性。（4)本发明 可W在正常情况下和故障情况下分别对电力系统配电网进行优化，优化结果合理可靠。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明的系统结构图。
[0012] 图2是本发明电力负荷预测模块中灰色预测模型建立流程图。
[0013] 图3牛顿-拉夫逊法迭代求解过程的几何意义示意图。
[0014] 图4是牛顿-拉夫逊法迭代计算流程图。
[0015] 图5是潮流计算的前推回代法流程图。
[0016] 图6是改进的二进制粒子群算法流程图。 图7是本发明实验中实际配电网简化后网络图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1所示为本发明的系统结构图，本发明实施例区域配电网优化运行系统包括 登陆界面模块、电力负荷预测模块、配网潮流计算模块和区域配电网优化模块。
[0018] 所述登陆界面模块，每个特定的用户可W在登陆界面模块输入姓名和密码进行安 全登录。
[0019] 所述电力负荷预测模块包括输入原始数据模块、运行负荷预测模块和负荷预测结 果模块。其中原始数据模块指用户负荷、有功功率、无功功率的历史数据。其中，所述输入 原始数据模用于输入用户负荷、有功功率、无功功率等历史数据；所述运行负荷预测模块用 于计算未来规定时间段内的负荷预测值，荷预测值包括用户负荷、有功功率、无功功率的预 测数据，结果自动储存至Excel文档中。用户可W在负荷预测结果模块中查看预测的数据 结果。
[0020] 所述配网潮流计算模块包括输入预测负荷数据模块、运行潮流计算模块和潮流计 算结果模块。其中，在输入预测负荷数据模块中输入负荷预测结果模块中所得到的负荷预 测数据，即用户负荷、有功功率、无功功率的预测数据。运行潮流计算模块用于计算该电力 系统未来规定时间段内的潮流计算值，潮流计算值包括各支路的功率分布、网络的功率损 耗，结果自动储存至Excel文档中。用户可W在潮流计算结果模块中查看潮流计算的数据 结果。
[0021] 所述区域配电网优化模块包括输入预测负荷数据模块、运行优化决策模块和优化 运行结果模块。其中，在输入预测负荷数据模块中输入负荷预测结果模块所得到的负荷预 测数据，即用户负荷、有功功率、无功功率的预测数据；所述运行优化决策模块用于电力系 统网络的优化，计算得到该电力系统未来规定时间段内的潮流计算值，即各母线电压W及 各支路的功率分布、网络的功率损耗，进而计算得出最优的配电网网络，对电力系统网络重 构。潮流计算的数据结果和重构后的最优网络布局，分别自动储存至Excel文档和Txt文 档中。优化运行结果模块可W供用户查看优化结果，进行比较和选择。
[0022] 所述电力负荷预测模块为区域配电网优化模块提供所需要的未来规定时间内的 有功功率和无功功率；配网潮流计算模块进行配电网络优化前、后精确的潮流计算，确保配 电网络优化的可行性。
[0023] 所述电力负荷预测模块采用灰色预测模型计算未来规定时间段内的负荷预测值。 由于影响电力负荷的因素众多，关系复杂，难W被一一分析清楚，因此具有灰色特征；随着 经济的发展，电力负荷是一个非负递增数列，符合灰色预测的基本条件；而且，灰色预测具 有要求原始数据少、原理简单、不考虑分布规律、运算方便、可检验等优点。因此灰色系统理 论应用于配电网电力负荷预测中具有较好的优越性，并得到了较好的效果。
[0024] 采用灰色预测模型计算未来规定时间段内的负荷预测值的流程图如图2所示：
[0025] 首先对原始历史数据进行选择，然后对原始历史数据进行作累加处理，再进行 GM(1，1)模型预测，GM(1，1)模型是灰色系统理论中应用最广泛的一种灰色动态预测模型， 是利用指数模型，对离散型的时间序列进行预测的一种模型。进行判断是否符合模型的要 求，如果不符合则剔除该数据；如果符合则保留该数据，进行误差比较，预测未来的数据值。 [00%] 所述配网潮流计算模块是对电网网损和电压的计算，采用的是牛顿一拉夫逊法计 算方法。对于配电网潮流计算通常选用牛顿-拉夫逊法，为一种求解非线性方程组的计算 方法，能有效进行非线性方程组的计算且具有二次收敛的特点，具有收敛快、精度高的优 点，因而在配