[发明专利]一种输电网拓扑优化方法

说明书

本发明公开了一种输电网拓扑优化方法，包括：以输电网拓扑优化前后负载均衡和开关动作次数最少为优化目标，并综合考虑拓扑优化的8大边界约束条件，构建输电网拓扑优化模型；实时获取输电网的运行数据；将获取的输电网运行数据输入到输电网拓扑优化模型中，模型计算输出优化后的网络拓扑和开关状态。本发明所构建的输电网拓扑优化模型根据实时获取的输电网运行数据输出的网络拓扑结构更加合理，对于缩小输电网故障范围、停电时间和降低输电网正常状态下的网络损耗，进而提升输电网潮流分布的合理性、输电系统运行的安全性具有较高地应用价值。

技术领域

本发明涉及输电网拓扑优化技术领域，具体涉及一种输电网拓扑优化方法。

背景技术

高压输电网络是电力系统能量传输的重要一环，其拓扑结构和潮流分布是否合理，直接关系到整个区域的供电安全。目前，高压输电网络主要依赖于线下手动调整的方式进行优化，不仅效率十分低下，而且难以考虑各类边界约束（如在网络拓扑优化前后高压输电系统内的220kV变电站的功率变化不应超过给定范围等），因此无法适用于复杂输电网络拓扑的实时优化和计算。

发明内容

本发明以实现对复杂输电网络拓扑的实时优化，提高输电网拓扑结构和潮流分布的合理性为目的，提供了一种输电网拓扑优化方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种输电网拓扑优化方法，包括：

以输电网拓扑优化前后负载均衡和开关动作次数最少为优化目标，以拓扑优化前后220kV变电站功率变化范围、支路功率运行限值、防止功率倒送、节点功率平衡、变电站倒排刀闸不允许同时闭合、出线下串110kV主变个数限制、110kV主变电源不能相同、设备故障状态设置为网络拓扑优化的边界约束条件，构建输电网拓扑优化模型；

实时获取所述输电网的运行数据；

将获取的输电网运行数据输入到所述输电网拓扑优化模型中，模型计算输出优化后的网络拓扑和开关状态；

所述输电网拓扑优化模型求解的目标函数通过以下公式（1）表达：

公式（1）中，表示所述输电网拓扑优化模型的目标函数；

、分别表示函数项和的权重；

表示辅助变量；

表示所述输电网内的所述主变支路的支路集合；

表示输电网的故障状态，,为输电网的故障状态数；

表示辅助变量；

满足公式（2）：

公式（2）中，表示正常状态下所述输电网内的所述主变支路的负载率，通过以下公式（3）计算而得：

公式（3）中，表示输电网正常状态下所述主变支路的有功负载；

表示所述输电网在正常状态下流经所述主变支路的最大允许功率；

公式（2）和公式（3）中的表示所述输电网内的第个节点或第条母线；

表示所述输电网内的第条母线或第个节点；

表示所述输电网内的各所述主变支路的平均负载率，通过以下公式（4）计算而得：

公式（4）中，表示所述输电网内的所述主变的台数；

满足公式（5）：