[发明专利]基于配网区块化理论的电网优化运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网配网领域，是一种基于配网区块化理论的电网优化运行方法。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对配电系统的可靠性、安全性和经济性提出了越来越高的要求。配电网的分析与优化已经成为电力系统研究的热点之一。配电网的运行指组成配电网系统的所有环节都处于执行其功能的状态。在配电网中，对各种电力设备进行调整，改变配电网的运行状态，实现配电网的优化运行，称为配电网运行方式的优化。在输电网运行方式的研究中，各方面都有严格的规定，研究也比较成熟，有比较丰富的成果，但是在配电网中，由于社会对配电网及其优化的重视不够，并且受现有数据采集装置配置的制约，配电网的信息采集不够，在准确度和完善度上都达不到要求，配电网运行方式的研究还处于起步阶段，国内外的文献大都是就配电网优化的某一部分进行理论的研究，实用性小，实用性软件系统更少。

任何一个配电网，理论上都存在一个最优的运行方式，在这个最优运行方式下，各负荷点的运行电压、网络损耗和负荷平衡的协调优于其它可能方案。该项目就是对对配电网运行方式进行优化，实现了电网的优化运行，在提高电网可靠性和经济性方面有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决两个问题：一是配网中拉手开关较少，开关少，重构的方案就少，运行方式单一，不能提高配网运行的可靠性和灵活性，达不到优化运行的目的；二是有很多的子网的负荷分布不合理，负荷不合理会增加线路网损，不能实现配网的经济性运行的目标，为克服上述两点，本项目提出了一种科学合理、可靠性高、经济好、实用性强的基于配网区块化理论的电网优化运行方法。

本发明的目的是以下技术方案实现的：一种基于配网区块化理论的电网优化运行方法，其特征是，它包括下述步骤：

1)制定初始编号方案，对配网中的各种元件、线路、节点以及开关进行编号；

2)网络分块，是用配网的区块化理论，将网络等值成块和开关组成的等效网络，并对区块进行编号，最终形成完整的配网综合信息数据库；

3)生成备选拓扑方案集，是采用图论理论对等值网络中的开关开断情况进行组合，生成所有可能的拓扑方案；

4)方案可行性检验，是对生成的拓扑方案的可行性进行判断，经过过滤筛选后形成无孤岛的放射形网络；

5)数据预处理，是对分块等效网络进行处理，转化成常规的电力网络潮流计算和可靠性计算的信息；

6)综合指标计算，是包括潮流网损的计算、可靠性指标的计算以及综合指标的形成，综合指标综合配电网络的经济性与可靠性，对可行方案进行综合评估；

7)配电网运行优化，是对任意给定的配电网络，在满足配电运行方编制运行计划前提下，以经济性和可靠性最优为目标，生成可配置的配电网运方优化经济运行的多维排序参考方案列表，并能够通过图像的直观展示出优化后的拓扑结构，优化后的系统潮流、降低的网损百分比以及提高的可靠性指标，并算出综合优化指标。

所述步骤2)的配网区块化理论是把相互连接在一起的节点组成一个区块，在每一个区块中包含有线路、变压器元件，但不含有任何的开关设备；同时，单个节点亦可以自己组合成一个单独的区块，按照这样的步骤，在对配电网络的图实施完“区块化”操作之后，就可以得到只有区块和开关的拓扑结构，区块之间仅用开关相连，得到的配网综合数据库，包括四个表，分别储存目标网络的电源、线路、节点和开关信息，即：Gen、Line、Node和Switch，其中表Gen包含各个电源的所在节点以及电压大小，表Line包含各条线路的首末节点、电阻、电抗、长度、编号、故障率及故障恢复时间，表Node包含各个节点的编号、有功负荷、无功负荷、所属块号、故障率及故障恢复时间，表Switch包含编号、首末节点、是否可控及初始状态。

所述步骤3)中，根据图论理论找出了开关总数、区块总数和应闭合开关总数之间的等式关系，这可以降低无效解的产生，缩小可行解的空间。

所述步骤4)的方案可行性检验是对所述步骤3)的拓扑方案进行检查，是否存在环网和孤岛这两种情况，如存在，则要进行重新生成拓扑方案，如不存在，则可进行后面数据的预处理。

所述步骤5)数据预处理是网络重构步骤中承接拓扑方案与潮流计算的重要过程，它将主网数据转化成分块的子网数据，过对方案中子网的开关和块信息，在数据库中搜索并形成子网所有的电源、支路、节点信息，再对相关节点进行合并操作、对相关支路的首末节点进行调整，形成满足潮流计算和可靠性计算要求的“规范化”数据。