[发明专利]一种配电网运行方式优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种配电网运行方式优化方法。

背景技术

电力系统的正常运行方式是指正常计划检修方式和按负荷曲线及季节变化的水电大发、火电大发，最大最小负荷和最大最小开机方式，以及抽水蓄能运行工况等可能较长期出现的运行方式。对于配电网来说，正常运行方式通常满足以下要求：能充分满足用户对电能的需求；配电网电网所有设备不出现过负荷和过电压问题，所有线路的传输功率都在限值以内；有符合规定的无功功率备用容量；继电保护及安全自动装置配置得当且整定正确；配电网运行符合经济性要求；配电网结构合理，有较高的可靠性、稳定性和抗事故能力；通信畅通，信息传送正常。

配电网是整个电力系统中与用户直接联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节。一旦发生故障或对电力设施设备进行检修、试验就会造成系统对用户供电的中断。配电网的运行方式是整个配电网络供电能力及运行特性的集中表现。根据数据统计，用户发生的停电故障中，有80％以上是由配电网环节的故障造成的。换句话来说，配电网环节对整个电力系统的供电可靠性、安全性以及供电能力等方面影响最大，因此有必要制定合理的配电网运行方式，并在此基础上实现最优运行。

目前配电网运行方式的优化通常考虑安全性、可靠性、经济性等方面，其存在的主要问题如下：

1)虽然考虑到了配电网运行的安全性，但是没有考虑运行风险，容易导致一些意外事故的发生；

2)安全性和可靠性通常仅考虑事故发生概率和事故导致后果的综合水平，对于一些特殊情况，如发生概率很高但影响较小或者发生概率很小但是后果很严重的事故不能很好进行区分，容易导致调度人员的判断出现失误，从而引起更严重的事故发生；

3)目前通常采用网络重构的方式来对运行方式进行优化，虽然能够在一定程度上实现对可靠性和经济性等方面的优化，但是容易导致负荷转供能力下降引起网架风险增大。

出现上述各种问题的原因主要是因为在运行方式优化过程中没有将运行和网架风险考虑进去，从而导致了配电网运行过程中风险问题的发生，因此制定出一种考虑运行和网架风险的配电网运行方式优化的方法成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种配电网运行方式优化方法，全面考虑与配电网运行相关的电能质量、均衡度、经济性、运行风险和网架风险等各方面因素，在此基础上构建配电网方式优化的多目标非线性优化模型，并对优化模型进行求解得到最优的运行方式，最终得到的计算结果可以为配电网运行方式优化提供参考和依据。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种配电网运行方式优化方法，包括：

步骤S1，采集配电网运行方式优化相关参数；

步骤S2，根据采集的配电网运行方式优化相关参数，构建配电网运行方式优化数学模型；

步骤S3，求解所述配电网运行方式数学模型，获得配电网运行方式优化结果。

其中，所述步骤S1中配电网运行方式优化相关参数包括：线路阻抗和导纳、变压器阻抗、负荷有功功率和无功功率、节点数目、变压器数目、线路数目、无功补偿容量、用户数目、用户的等级因子、线路故障率、线路故障持续时间以及配电网拓扑结构。

其中，所述步骤S2中构建的配电网运行方式优化数学模型为一个多目标非线性优化模型，其目标函数包括以下5个子目标：节点电压偏离程度最小、线路负载均衡程度最优、配电网网损最小、运行风险最小以及网架风险最小。

其中，所述步骤S2中构建的配电网运行方式优化数学模型为一个多目标非线性优化模型，其约束条件包括以下6个约束条件：潮流平衡约束、电压幅值约束、线路潮流约束、变压器容量约束、无功补偿容量约束以及网络结构约束。

其中，所述步骤S2中构建的配电网运行方式优化数学模型为一个多目标非线性优化模型，各子目标利用加权和的形式组合成为一个综合目标，权重利用层次分析法进行确定或者直接根据实际需求来赋值。

其中，所述步骤S3求解所述数学模型获得配电网运行方式优化结果，具体是指选取合适的算法对建立的多目标非线性优化模型进行求解，最终得到的运行方式优化结果包括线路投运情况、无功补偿情况以及各个子目标函数的值。

本发明实施例的有益效果在于：

在传统的经济性、可靠性等优化目标的基础上增加了运行风险和网架风险两个目标，相比于传统优化方法更加全面；

将运行风险和网架风险纳入配电网运行方式优化中，运行风险反映了线路和变压器的运行情况，网架风险反映了发生预想事故后所引起的后果，使得运行方式优化更为科学合理；