[发明专利]一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网规划技术领域，更具体地说，它涉及一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法。

背景技术

2013年，国务院出台了《关于加强城市基础设施建设的意见》，提出用3年左右时间在全国36个大中城市启动地下综合管廊试点工程，其他中小城市因地制宜建设一批综合管廊项目。同时，国家鼓励新建道路、城市新区和各类园区地下管网按综合管廊模式进行开发建设。近两年，国务院以及住建部、财政部、国家能源局等国家部委又陆续出台了关于深化城市综合管廊建设的相关指导意见，各试点城市及其他具备条件的城市新区、开发区等综合管廊建设管理和技术日渐成熟，地下管廊规模日趋庞大。

现阶段城市新区的中压电力线路均以电缆为主，传统的电缆敷设方式占用地下空间较多且较杂乱，新增负荷增设管道或电缆维修时，会造成道路的反复开挖。地下综合管廊可以收纳较多电力电缆，集约利用空间，管廊内良好的工况便于电缆的运行维护和后期改建、扩建，电力电缆纳入城市地下综合管廊是科学可行也是非常必要的。

然而，城市综合管廊建设给配电网规划工作提出新的思路和要求：一方面，综合管廊规划在布局上要依托电力电缆通道规划，管廊中电力仓要满足电缆的技术要求，优化管廊断面布置；另一方面，电力电缆通道规划也应在综合管廊的规划布局基础上合理整合归并通道资源，集约利用地下空间与地下综合管廊规划形成良好互动。上述线路路径规划是配电网规划的重要环节，目前的方法大部分时候将线路路径规划与配电网拓扑结构规划同步开展，以启发式算法为主，可以保证配电网结构的规范性和可拓展性，但线路路径不一定能达到最优，也不适应有城市综合管廊建设的情况，有待提出更加新颖有效的方法。

发明内容

针对实际运用中城市综合管廊配电网中压线路路径规划不一定能够达到最优，即投资费用最小这一问题。本发明基于城市新区综合管廊建设的特点，结合配电网网格化规划的要求，提出一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法，以年综合投资费用最小为目标函数，利用Dijkstra算法求解电缆线路最短路径，优化城市新区电力设施布局，引导电网建设科学有序开展。

本发明的解决方案：基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法，该方法包括如下步骤：

S1，建立中压线路供电规划区域；

S2，建立中压线路路径规划模型，包括，

S21，设定目标函数，

以年综合投资费用f(x)最小作为规划目标，其中包括电缆建设投资(含土建费用和电缆材料费用)、年运行费用及损耗：

等式右边第一项为年固定投资及年运维费用，其中年运维费用取年固定投资一定的折算系数m，采用“现值转年法”，将总的费用折算成每年内的建设费用，为年值系数，其中r₀为电力工业投资收益率，n为电气设备的经济使用年限，D_i为有电缆通过的支路集合，x_i为每段支路的长度，为不同电缆敷设方式的电缆通道单位长度造价；为支路i中的电缆材料费用，L_C为所选电缆单位长度造价，k为支路i中的电缆回路数；

等式右边第二项为网损费用，λ为综合电价；ΔP_ji为通过路径j中的支路i的有功损耗，P_ji为路径j中通过支路i的所有功率之和(最高负荷情况下)，U_i为支路i首端电压，此处取平均额定电压，ρ为所选电缆的单位电阻值；τ_max为最大负荷利用小时数。

S22，设定约束条件，

a、开环供电约束，

采用电源-开关站等双回路供电模式，形成供电路径时满足该条件；

b、电缆容量约束，

流经每段支路电缆的功率P_ji小于限值P_ji(lim)，即：

P_ji≤P_ji(lim)，j＝1，2，…，D_j；i＝1，2…，D_i(2)

c、敷设电缆回路数约束，

每条支路上，采用不同的电缆敷设方式，其电缆条数n_i不得超过综合管廊电力仓或电缆排管规模的上限N_i(max)：

0≤n_i≤N_i(max)(3)

d、变电站出线数目约束，