[发明专利]一种三遥配电终端优化配置方法有效

专利信息
申请号: 201410682676.3 申请日: 2014-11-24
公开(公告)号: CN104484712B 公开(公告)日: 2018-08-31
发明(设计)人: 王旭东;李树青;胡晓辉;孙龙彪;么军;袁世强;梁栋;王守相;龚成虎 申请(专利权)人: 国家电网公司;国网天津市电力公司
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04;G06Q50/06
代理公司: 天津盛理知识产权代理有限公司 12209 代理人: 王来佳
地址: 300010*** 国省代码: 天津;12
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摘要: 发明公开了一种三遥配电终端优化配置方法,数学模型提出了计算可靠性指标的显式公式,核心是故障点造成负荷点停电时间的公式,将终端优化问题提炼为显式的数学模型,采用非线性规划求解,得到较高质量的配置方案,具有较大的工程应用价值,该三遥配电终端优化配置方法以系统可靠性为约束,经济性为目标,对馈线上三遥终端单元的数量、位置进行优化配置,模型涵盖含配电终端的配电系统可靠性分析方法DSRATU法,以及详细的可靠性建模与经济性建模,在保证系统具有较高可靠性的前提下,实现了经济性的最优,兼顾了系统可靠性和经济性,具有较强的推广与应用价值。
搜索关键词: 一种 配电 终端 优化 配置 方法
【主权项】:
1.一种三遥配电终端优化配置方法,其特征在于,该三遥配电终端优化配置方法根据故障对于某负荷点的影响情况,将引起负荷停运的故障类型分为A、B、C、D四类:A类故障引起负荷的停运,停运时间为故障定位时间加故障修复时间,T=t1+t3;B类故障引起负荷的停运,故障后负荷通过联络开关切换到备用电源,停运时间为故障定位时间加故障隔离时间加切换恢复时间,T=t1+t2+t4;C类故障引起负荷的停运,停运时间为故障定位时间加故障隔离时间加馈线出口开关切换恢复时间,T=t1+t2+t5;D类故障对负荷无影响,T=0;具体包括:步骤一,提出一种新的适于三遥终端配置的可靠性分析方法DSRATU法;步骤二,以系统年停电损失ECOST、设备年投资费用IC、设备年运维费用MC之和最小为目标,以系统供电可用率指标ASAI为约束建立数学模型并对优化模型中可靠性与经济性进行详细建模分析;数学模型的公式如下:决策变量,以每个开关是否安装三遥为01决策变量,维数为N,即决策变量为x1,x2,…xN,其中N为装三遥终端的开关数,x1~xN为三遥01变量,若开关i装设三遥终端,则xi=1,否则xi=0;优化目标,以系统年停电损失ECOST、设备年投资费用IC、设备年运维费用MC之和最小为目标:Min:ECOST+IC+MC    (1)优化约束,以系统供电可用率指标ASAI为可靠性约束:ASAI≥K    (2)可靠性指标计算公式中的tij为如下分段函数:该分段函数中故障隔离时间t2看做一分段函数:若故障点到负荷点的最短路上存在实现三遥功能的开关,则t2为遥控操作时间,该时间取0;若不存在实现三遥功能开关,t2为工程人员赶到现场开断负荷点在FRSS内对应开关所需时间,即负荷点在FRSS内对应开关的开关时间,此分段函数可由决策变量x显式表达为如下非线性函数:其中,MP为故障点到负荷点的最短路,xk为开关k的三遥决策变量,cj为负荷点j对应的FRSS内开关的开关时间,K取10000;由式(3)‑(4)将可靠性指标计算公式由三遥决策变量显式表示出来;步骤三,形成故障类型矩阵T和故障隔离决策变量矩阵FIV,然后逐个分析所有故障场景,调用T、FIV形成非线性目标、约束,对于某故障场景,读取矩阵T,判断故障类型:若为A、D类故障,直接计算其停电时间、停电损失加到总停电时间和总停电损失内;若为B、C类故障,读取矩阵FIV,根据式(3)、(4)计算停电时间、停电损失并加到总停电时间和总停电损失内;步骤四,对数学模型进行计算求解;具体步骤为:第一步,读取参数,对开关编号,读取网络结构、节点负荷参数、经济性参数、可靠性参数数据,对开关进行编号,决策变量下标与开关编号一一对应;第二步,形成故障类型矩阵T(Nf×Nl)和故障隔离决策变量矩阵FIV(Nf×Nl);第三步,逐个分析所有故障场景,调用T、FIV形成非线性目标、约束,对于某故障场景,读取矩阵T,判断其故障类型:若为A、D类故障,直接计算其停电时间、停电损失加到总停电时间和总停电损失内;若为B、C类故障,读取矩阵FIV,根据式(3)、(4)计算停电时间、停电损失并加到总停电时间和总停电损失内,若所有故障场景分析完毕,执行第四步;否则分析下一个故障场景,执行第三步;第四步,目标、约束送入优化器求解;第五步,结果输出;在步骤一中,通过形成的负荷‑开关映射直定位对应的开关,开关时间即是故障隔离时间;若最短路有实现三遥功能开关,则故障隔离时间近似为0;在步骤二中,计算系统年停电损失ECOST及系统供电可用率ASAI时,年停电损失ECOST计算公式为:系统供电可用率ASAI计算公式为:模型中设备年投资费用IC、设备年运维费用MC计算公式如下:IC=N3A3+NS3M    (7)MC=h×IC    (8)其中N3为安装的三遥终端数量,A3为单台三遥终端的年值,NS3为安装电动操作机构的数量,M为单台电动操作机构的价格,设备运维费用取设备投资费用的一定比例h;架空线路的三遥终端采用馈线终端单元实现,1台馈线终端单元只能对1台柱上开关进行监控;电缆线路的三遥终端采用站所终端单元实现,1台终端单元对几台开关进行监控;因此对于电缆线路,假设某站所i内有q个开关(q>1),而该站所安装三遥终端数Ni3只能为0或1,以决策变量表示如下:其中NiS3为站所i内实现三遥功能开关数,K取10000,xk为站所i内开关的三遥决策变量;令仅含一个开关的站所组成集合P,含多个开关的站所组成集合Q,则三遥终端设备数量N3计算公式如下:其中xk为P内站所的开关的三遥决策变量即P内站所安装三遥终端的数量,Ni3为Q内站所i安装三遥终端的数量;所有实现三遥功能的开关均需加装电动操作机构,电动操作机构数量NS3计算公式如下:由式(7)‑(11),将设备费用以决策变量x表示如下:
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