[发明专利]一种低压配电网三相电路分相单线图的优化生成方法

说明书

本发明公开了一种低压配电网三相电路分相单线图的优化生成方法。基于智能量测的中高压配电网态势感知已得到相对比较充分的研究；但是利用智能电表作为态势感知源的低压配电网态势可视化几乎没有得到研究。本发明在已知台区低压配电网拓扑及线路电气参数基础上，基于给定的某种单线图初始图形，进行单线图的优化计算。根据低压三相配电网单馈线的拓扑关系以及负荷节点，应用本发明的方法将自动产生分布均匀且优化的单线图，有利于后期对单线图进行态势渲染，以及对态势图进行基于图片的态势分析和态势挖掘。

技术领域

本发明属于智能电网态势感知与可视化领域，具体地说一种低压配电网三相电路分相单线图的优化生成方法。

背景技术

公变台区低压配电网是电网公司为广大低压用电用户服务的最底层电网；其用电用户可分为三相用户和单相用户；低压配电网以配电变压器为供电电源，以三相四线为主供电方式，兼顾单相双线供电方式；其主干线以三相四线铺设，中间设置分线箱或分线盒，用以引出三相四线分支，或引出三相四线用户的进户线，或引出中性线或某相线形成单相双线分支，或引出单相用户的进户线。

低压配电网由于存在单相双线分支及用户进户线，存在拓扑的三相不平衡；由于单相用户的单相用电，三相用户户内存在大量的单相双线负载，以及不少用户安装了单相光伏，使得低压配电网运行可能呈现严重的三相不平衡运行状态，从而导致电压越限、损耗增加等严重问题。

因此，在自动生成的低压配电网单线图基础上进行基于智能电表量测数据以及潮流计算的节点电压、支路电流等电气参数值的态势渲染，以形成优良的态势图形。

单线图自动生成主要有规则法、优化数学模型法、基于力场模型或动力学算法；其中规则法计算快速，可避免重叠问题，主要缺点是可能出现空间飞白，造成空间浪费；用优化数学模型法建立单线图的优化数学模型非常简单，但是它是一个高维优化数学问题，很难求解；而基于力场模型或动力学算法计算出的单线图较为优化，而且计算快速，但可能出现交叉以及布局球簇化。

基于智能量测的中高压配电网态势感知已得到相对比较充分的研究；但是利用智能电表作为态势感知源的低压配电网态势可视化几乎没有得到研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种低压配电网三相电路分相单线图的优化生成方法，以利于后期对单线图进行态势渲染。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种低压配电网三相电路分相单线图的优化生成方法，其在已知台区低压配电网拓扑及线路电气参数基础上，基于给定的某种三相电路分相单线图初始图形，进行单线图的优化计算；

所述的优化生成方法包括步骤：

步骤1)，初始布局参数，包含中心低压配电网的线路节点、负荷节点的坐标，以及线路节点之间、线路节点与负荷节点之间的连线；

步骤2)，输入各作用力的系数组合，包括斥力系数k_r,1、k_r,2、k_r,3，引力系数k_a，理想长度L，重心系数k_g；

步骤3)，简单力导算法的引斥力计算：a)有连接关系的两个节点之间存在引力关系，当节点之间实际距离大于理想长度时，引力大小受节点间实际距离与理想长度差值的影响，呈正比例关系；b)任意节点之间都是存在斥力作用，斥力大小与节点间距离成反比：

步骤4)，点边、边边斥力及总斥力计算；

步骤5)，添加重心力来牵引节点使拓扑收敛于图形重心(0,0)；

步骤6)，改进后的节点运动方程的计算；

步骤7)，当前交叉点是否为0，如果是0，结束计算，输出最优单线图及最优作用力参数；反之重复步骤3)到步骤7)。