[发明专利]一种配电网电能质量节能增效方案优选方法

说明书

本发明涉及一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，首先，采用Kmeans聚类方法将网络划分为各个子区域，再通过各子区域内的SI指标（稳定性指标）确定电能质量治理装置的最优布点，然后，考虑电能质量治理的两个目标：降损量、经济性，进行配电网质量综合治理后节能潜力的量化计算；并针对多目标优化中目标函数往往相互冲突的问题，进行多目标优化，最终形成电能质量治理优选方案。本发明实现考虑电气距离的配电网分区以及布点；提升配电网节能降损效果。

技术领域

本发明涉及配电网运行技术领域，特别是一种配电网电能质量节能增效方案优选方法。

背景技术

随着国民经济的持续发展，电能对于社会经济的整体发展起着至关重要的作用。特别是近年来，电能的不必要浪费引起了社会各界的广泛关注，如何节能降损，已成为我国经济宏观发展所面临的巨大挑战，也是电力人士不懈努力的研究课题。

目前，降损技术方法成为了国内外电力人士研究的重点，从技术方面实现配电网节能降损的措施，主要分为建设措施和运行措施两大类。建设措施主要包括科学规划10kV及以下配电网络、在农网中积极采用节能型电力传输设备、合理配置投放无功补偿装置、推广无功随机补偿、推广使用晶体变压器等节能型用电设备等。运行措施主要包括合理调整负荷及电压、确定电网经济运行方式、平衡三相负荷、变压器经济运行、提高供电设备健康水平、开展带电作业等。

现有方法没有做到综合治理，即三相不平衡、电压、无功和谐波各自治理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，能够提升配电网节能降损效果。

本发明采用以下方案实现：一种配电网电能质量节能增效方案优选方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用Kmeans聚类方法将网络划分为各个子区域，再通过各子区域内的稳定性指标(SI指标)确定电能质量综合治理装置的最优布点；

步骤S2：考虑电能质量综合治理的两个目标：电能质量综合治理装置安装后的网络降损量和多目标电能质量综合治理装置的投资费用和自身的运行成本，进行配电网质量综合治理后节能潜力的量化计算；

配电网节能潜力的量化计算公式为：TES＝f₁-f₂-f₃，其中，f₁表示电能质量综合治理方案实施后的网络损耗降低值；f₂表示增加电能质量综合治理装置的投资费用；f₃表示多目标电能质量综合治理装置的运行成本；

步骤S3：考虑配电网规划改造场景即考虑线路新建或者改造以及变压器新建或者改造的投资成本，在配电网规划改造场景下进行配电网节能潜力的量化计算；

步骤S4：建立降损量目标函数F₁和电能质量综合治理方案实施后投资费用的目标函数F₂，并进行优化得到电能质量治理优选方案。

进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：利用Kmeans聚类方法对由配电网拓扑结构和参数构造的距离矩阵进行聚类分区，将整个配电网划分成多个子区域；

首先，由配电网的网络拓扑结构得出节点关联矩阵A，若配电网节点数目为n，则矩阵A＝(a_ij)_n×n是一个n×n阶的对称矩阵，矩阵A中的各元素按以下方式定义：

然后，提供配电网网络参数结合得出的关联矩阵A求各节点之间的电气距离矩阵D，矩阵D＝(d_ij)_n×n为n×n阶的对称矩阵，矩阵中元素d_ij表示节点i与节点j之间的距离；在4节点系统中所述矩阵D中各元素的值定义如下：