[发明专利]一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法

权利要求书

1.一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法，其特征在于，将配电自动化终端设备的建设成本与配电网停电损失转化为配电网一次网架结构规划中的目标函数的一部分，以使配电自动化终端设备和配电网一次网架结构协同规划；具体是将一次网架结构规划作为协同规划模型的外层，将配电自动化终端设备规划作为协同规划模型的内层，协同规划模型的内层与外层之间具有相互影响的关系，外层模型负责提出配电网一次网架结构的可行解，将可行解传递给内层，内层模型负责在外层模型传递来的配电网一次网架结构的可行解基础上对配电自动化终端设备进行规划寻优，并将配电自动化终端设备的建设成本与配电网停电损失传递给外层模型，用作外层模型目标函数的一部分，完善配电网一次网架结构的规划，最终实现考虑配电自动化终端设备规划情况下的最优方案；具体包括如下步骤：

1)建立配电网一次网架结构规划模型，即外层模型，包括将配电网一次网架规划模型以网络年综合费用最小为目标函数，以及配电系统连通性约束、配电网辐射状结构约束、负载约束和电压约束；所述的配电网一次网架规划模型以网络年综合费用最小为目标函数，表示如下：

minF＝F_inv+F_s+F_loss+F_oper+F_w (1)

其中，F_inv表示网架的建设投资费用等年值；F_s表示配电自动化终端及附属设施投资的等年值；F_loss表示年网损总费用；F_oper表示年配电网总运维费用；F_w表示配电网年停电故障损失；目标函数中网架的建设投资费用等年值和年网损总费用的计算公式分别如下：

F_loss＝T·C_loss·P_loss (3)

其中，d表示贴现率；x_fl,i表示第i条待建设线路的状态，1表示建设，0表示不建设；y₁表示配电网网架使用年限；T表示一个运行周期小时数；C_loss表示单位网损费用；P_loss表示网损功率；S_fl,i表示第i条待建设线路的单位建设成本

2)建立配电自动化规划模型，即内层模型，包括以配电自动化终端设备投资建设年费和停电损失费用之和最小为目标函数，以及供电可靠性约束；所述的以配电自动化终端设备投资建设年费和停电损失费用之和最小为目标函数表示如下：

minF＝F_s+F_oper+F_w (4)

F_oper＝(F_inv+F_s)·α (6)

F_w＝EENS·R (7)

其中，F_s表示配电自动化终端及附属设施投资的等年值；F_oper表示年配电网总运维费用；F_w表示配电网年停电故障损失；F_inv表示网架的建设投资费用等年值；N₁和N₂分别表示二遥终端和三遥终端数量；C_S2和C_S3分别表示二遥终端和三遥终端投资单价；j表示投资回报率；y₂表示设备的使用年限；α表示运维费用比例；EENS表示缺供电量；R表示产电比；

3)分别利用二进制粒子群算法求解配电网一次网架结构规划模型和利用整数粒子群算法求解配电自动化规划模型。

2.根据权利要求1所述的一种配电网一次网架结构与配电自动化协同规划方法，其特征在于步骤1)所述的：

(1)配电系统连通性约束：每个负荷节点与其他负荷节点及源节点形成联络，不能出现孤岛情况；

(2)配电网辐射状结构约束：国内配电网大多是辐射状结构，因此在规划时要保证网络结构为辐射状，不能有环网；

(3)负载约束：每个变电站所带的总负荷不能超过变电站所携带的最大负载限制；

(4)电压约束：负荷节点的电压必须在规定范围内，即电压降不能超过规定值。