[发明专利]基于分布估计算法的配电网保护布点优化方法及系统

说明书

本发明公开一种基于分布估计算法的配电网保护布点优化算法，根据配电网的拓扑结构以及继电保护的布点情况，生成进化群体的初始种群，然后评估初始种群的适应度，也就是根据目标函数计算每个个体的适应度，即计算保护布点方案的保护投资、维护费用，以及停电损失费用；并以供电可靠性为约束条件，对个体进行筛选。然后依据新的概率模型，生成新的进化种群，进行下一次的迭代，直到满足结束条件。本发明以经济性最优为目标，包括保护投资、维护费用，计及光伏、储能孤岛形成的停电损失费用，供电可靠性为约束，选取系统平均供电可用率为供电可靠性指标，考虑分布式电源接入的影响，对配电网保护布点进行优化。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化技术领域，涉及一种基于分布估计算法的配电网保护布点优化方法及系统。

背景技术

随着用户的用电需求大幅增加，用户对电力供应的可靠性要求越来越高。在电力系统中，大多数的电网故障都是由配电网引起的，导致的用户停电带来不可估量的经济和社会损失，而且还会使电力用户对供电企业的满意度大幅下降。电能已经成为各个国家减小排放的首要替代能源，配电网作为电力系统的终端网络，光伏、储能装置等分布式能源多从配网接入，改变配网拓扑结构，形成了多源运行方式。当故障发生后，保护可靠动作，将切除掉故障分支，使得一部分分支失去电源，而配网中接入的光伏和储能等新能源，能持续为周边负荷供电，形成孤岛供电区域，减少原有的停电损失。因此，考虑光伏和储能等新能源的保护装置的优化布点迫在眉睫，不仅提高配网的可观测性、供电可靠性，减少电力设施的盲目投入和故障停电损失，还能在一定程度上削弱高比例新能源接入对继电保护的影响。

一般来说，继电保护的数量越多，配电网供电可靠性就越高。国内外多针对配电网供电可靠性进行保护布点优化，达到可靠性要求即可，但随着继电保护数量的增加，其投资成本也会随之上升，因此，要在满足配电网供电可靠性要求的前提下，确定配电网中继电保护的最优配置数量和最优配置位置，使停电损失与继电保护配置全生命周期费用最低。传统优化算法如遗传算法，是从个体层面进行优化，导致面对高维问题时，性能变差。

公开号为CN 112487710 A公开的一种配电网保护配置优化方法系统，包括：根据实时运行方式，获取出线单元各个断路器的开合状态，以及各个断路器的保护配置，基于潮流分布，随机生成出线单元初始群体；计算各个群体的适应度函数并记录最优染色体；选择进行交叉、变异的个体，形成新一代种群；计算新种群的适应度函数，记录最终的个体；判断是否达到最大迭代数，达到则结束循环，并输出最优的个体，否则，重新进行交叉变异操作。该发明结合实时潮流进行主干线及分支线的识别，提高了配电网整定定值的可靠性，缩小配电网停电范围，保证了配电网的安全可靠运行。但是该方法优化过程基于个体优化，针对个体进行选择、交叉、变异操作，对于复杂系统收敛性差，计算量大，求解困难，且没有从经济角度考虑布点的合理性，导致布点不经济。本发明从宏观角度，利用统计概率模型对种群进行优化，计算量小，收敛性好，并以经济性最优为目标，在满足供电可靠性要求的前提下，综合考虑分布式电源供能、故障恢复时间等因素，得出配电网保护最优布点结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于对继电保护的位置和数量进行合理高效的配置，在满足配电网供电可靠性要求的基础上，使供电企业经济性最优。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

基于分布估计算法的配电网保护布点优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.生成初始种群，根据配电网的拓扑结构以及继电保护的布点情况，生成进化群体的初始种群，其中配电网拓扑结构决定了初始种群中个体的长度，继电保护的布点情况决定了初始种群中个体的二进制编码，种群中个体数量依据个体长度而定；

S2.评估种群适应度，根据目标函数计算每个个体的适应度，即计算保护布点方案的保护投资、维护费用，以及停电损失费用；