一种配电网网格化降损管理方法与流程

本发明属于配电网降损规划，具体涉及一种配电网网格化降损管理方法，特别是能够兼顾近远期负荷发展配电网的网格化降损方法。

背景技术：

1、电网降损规划的主要研究内容是在建设网架坚强、电网协调发展、结构优化、电力供应充足的同时，合理的采取各种切实可行的有效的节能降损措施，尽可能的减小线损，降低损耗。电网降损规划往往通过分析现状配电网运行情况，根据配电设备的线损情况，重点针对高损设备，进行优化调整。电网损耗主要因设备老旧、导线截面不足、节能设备利用率低、供电半径不合理等因素。

2、近年来，随着配电网建设力度加大，配电网损耗较大的原因得到较好的改善。现有技术针对配线、台区单设备层的线损治理，难以满足负载不均衡、无功补偿不足、分布式大量接入带来电压质量等问题，严重影响电网降损增效。其次，单设备线损治理，缺乏对降损成效的考量，往往降损效益偏差。

技术实现思路

1、本发明为了解决对近远期网格内配电网的降损优化的技术问题，设计了一种配电网网格化降损管理方法，以网格为单位对负荷需求的大小、空间位置以及时间变化进行从点到面的统计分析，提高规划方案的适应性和可实施性，实现精细化投资目标，实现与地区发展规划有效衔接，网格化降损规划是基于网格化规划的基础上，强化对规划方案经济性约束，构建兼顾近远期负荷的经济性网架结构，实现对近期配电网设备的高效利用。

2、本发明采用的技术方案是，一种配电网网格化降损管理方法，所述的降损管理方法是在对配电网线路数据信息建立配电网模型、并进行计算处理、进而实现配电线路的降损改造最佳方案的基础上实现的，所述的降损管理方法具体步骤是：

3、a、基于网格数据、设备档案数据、拓扑关系数据、运行采集数据，采用数据融合技术，利用配套大数据软件工具，构建基于配电网网格化的模型，对网格及配线的潮流进行计算；

4、b、根据地区差异，设定高损线路及高损网格阈值，长期超过阈值的高损设备，启动兼顾近远期负荷发展配电网网格化降损仿真计算；

5、c、针对网格内层逻辑，开展目标网架确定，基于网格内线路回数、线路网架结构、线路长度、线路型号、运行最大电流的基础数据，根据不同供电分区设定标准化接线结构及不同标准化接线的可承载负荷，开展网格内标准接线结构判断，构建网格配电线路目标网架，以饱和负荷为约束条件，通过ts优化搜索算法，实现远景目标网架的构建；

6、d、针对网格外层逻辑，以负荷优化方案费用最小为目标，汇总所有网格内线路降损的措施集合；

7、e、以配电网潮流、馈线载流量、电压降为约束条件，筛选得出各项降损措施实施时的改造成本；

8、f、依据负荷发展情况与网架契合度两个维度，构建契合度计算模型，网格负荷发展等级按照饱和负荷的30％、60％，90％，划分三个等级，近期方案与远景方案的线路拓扑结构契合度，根据负荷饱和情况，选取拓扑线路契合度按照40％，70％，100％比例进行结果校验输出，作为网格配电线路的降损改造最佳方案。

9、所述的步骤d中，汇总所有网格内线路降损的措施集合的具体步骤为：

10、d1、在近期负荷节点和电源节点均确定前提下，实现回收期最短，费用效率比最高，建立最小费用目标函数为：

11、minf＝ci-c0  式1，

12、其中，f为最终费用，ci网格降损改造成本，c0网格改造降损效益；

13、d2、网格降损改造成本ci函数为：

14、

15、式2中，m为变电站个数，n为负荷节点个数，a为等年值投资回收系数，f(si)为容量si的建设费用，u(si)为变电容量si的运维费用，g(ri)为第i个负荷节点的建设费用，α为线路回路数，β1为单位长度线路建设费用，为以负荷节点i为末端的第k条可能的供电路径长度，为以负荷节点i为末端的第k条的可能路径，为以负荷节点i为末端的第k条可能供电路径，集合为负荷节点i共有l条可能的供电路径，

16、其中，

17、式3中，r0为贴现率，t为折旧年限；

18、d3、网格改造降损效益c0函数为：

19、

20、式4中：β2为电价，t2为电能计算时间，b表示配电网支路总数；rj为支路j的等效电阻，pl,i为节点i的有功负荷需求，ql,i为节点i的无功负荷需求，i∈j，表示节点集合i包括节点j及节点j下游的节点。

21、所述的步骤e中，

22、e1、配电网潮流约束函数为：ap＝d式5，

23、式5中，a为节点关联矩阵；p为网络潮流；d为负荷需求；

24、e2、馈线载流量约束函数为：

25、式6中，sj,max表示支路j的最大载流量；

26、e3、电压降约束：

27、网架中变电站到所有n个负荷点中第i(1≤i≤n)负荷点的电压降落为δui，则变电站到所有n个负荷点的电压降落均应小于最大允许的电压降落δumax，其值可根据电网具体运行要求确定，一般最大允许电压降落δumax的值为额定电压的10％，因此有

28、max{δu1,δu2,...,δui,...,δun}≤δumax  式7，

29、适应函数如下：

30、配电线路节能改造的目标函数是网损最小以及总投资费用最小，属于最小值优化问题，调整适应函数值是如下：

31、

32、式8中，f(i)为染色体对应的目标函数值，fmin为当前代进化群体中最小的目标函数值，t为温度参数。

33、所述的步骤a中，配套大数据软件工具采用大数据kettle工具。

34、所述的步骤b中，高损线路及高损网格阈值设定为10天。

35、本发明的有益效果是，基于配电网经济性考虑，近期以配电网潮流、馈线载流量、电压降三个方面为约束，实现近期负荷优化调整；远期以标准网架为目标，以饱和负荷为约束，实现远景目标网格构建；通过近期负荷优化方案与远景目标网架的对比分析，基于边划分网格线损计算结果，形成兼顾近远期负荷发展的配电网网格化降损规划方案，通过网格化降损的有效决策，避免重复投资，实现网格化降损的有效管理。

技术特征：

1.一种配电网网格化降损管理方法，所述的降损管理方法是在对配电网线路数据信息建立配电网模型、并进行计算处理、进而实现配电线路的降损改造最佳方案的基础上实现的，其特征在于：所述的降损管理方法具体步骤是：

2.根据权利要求1所述的一种配电网网格化降损管理方法，其特征在于：所述的步骤d中，汇总所有网格内线路降损的措施集合的具体步骤为：

3.根据权利要求1所述的一种配电网网格化降损管理方法，其特征在于：所述的步骤e中，

4.根据权利要求1所述的一种配电网网格化降损管理方法，其特征在于：所述的步骤a中，配套大数据软件工具采用大数据kettle工具。

5.根据权利要求1所述的一种配电网网格化降损管理方法，其特征在于：所述的步骤b中，高损线路及高损网格阈值设定为10天。

技术总结
本发明公开了一种配电网网格化降损管理方法，解决对近远期网格内配电网的降损优化的技术问题，本发明从规划管理层面进行约束，实现对网格内线路进行网架优化，从源头约束数据规模，避免配电线路数目巨大，穷举搜索带来的“组合爆炸”问题，提高算法的搜索能力和效率；其次，考虑配电网网格降损研究中，同一套降损方案在不同中压回路间并不具有普遍适用性，针对网格内的配电网络结构、负荷类型、设备条件的不同，提出以网格为管理单元的降损方案，实现差异化降损管理；最后，为实现与网格化规划的协调统一，构建以远景目标网架为导向的方法，实现对近远期网格内配电网的优化改造。

技术研发人员：张文延,周兴华,宁杰,孙杰,王牧雨,刘夏丽,杨海燕,李盖,霍晓占
受保护的技术使用者：北京中恒博瑞数字电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13