[发明专利]基于memetic算法的配电网开关优化配置研究方法

权利要求书

1.一种基于memetic算法的配电网开关优化配置研究方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)以最小供电分区为基本分析单元进行可靠性分析；

2)采用等年值法进行开关配置的经济性分析；

3)基于成本-效益理论建立分段开关和联络开关同时优化的数学模型；

4)引入memetic算法，结合智能算法与局部搜索策略对分段开关和联络开关的安装数量和位置进行优化。

2.根据权利要求1所述的基于memetic算法的配电网开关优化配置研究方法，其特征在于：所述步骤1)中包括供电可靠性指标分析和最小供电分区年平均停电持续时间分析；

供电可靠性指标分析：

进行开关优化配置时首先需要考虑配电网的供电可靠性，力求用户不间断供电，从这个角度出发，以年为时间周期，采用系统年平均供电可用率和缺供电量来衡量供电可靠性，前者反映电力用户在一年内实际获得的供电时间与需要供电的时间之间的关系，后者是指电力用户在一年内因电网故障等原因造成的缺供电量，分别用公式(1)和(2)进行计算：

$ASAI=\frac{\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_k\×8760-\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_n\·U_n}{\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_k\×8760},(n\≤k)---\left(1\right)$

$ENS=\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{U}_k{P}_k---\left(2\right)$

式中：N_k和N_n分别表示第k和n个负荷点包含的用户数；K为总的负荷点数；N表示受故障等因素影响正常供电的负荷点数；U_n和U_k分别表示负荷点n和k的年平均停电持续时间；P_k为负荷点k的平均功率；

最小供电分区年平均停电持续时间分析：

引入最小供电分区后，公式(1)和(2)中的负荷点代表一个最小供电分区；分区内任一元件故障都将导致该分区所有元件停电，首先基于历史数据分元件进行统计以获得节点和线路的年故障率，然后计算最小供电分区的等效故障率；最小供电分区k的等效故障率为区域内所有节点和线路的故障率之和，用下式计算：

${\mathrm{\λ}}_k=\underset{i\∈k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_i+\underset{j\∈k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_j{l}_j---\left(3\right)$

式中：λ_i表示节点i的故障率；λ_j表示第j条馈线段的故障率；l_j表示第j条馈线段的长度；

假设故障区域为l，t₁为分段开关操作时间，t₂为联络开关倒闸操作时间，t₃为故障修复时间，T_k表示配电网供电可靠性分析模型中任一供电分区k的停电时间，无论是分段开关还是联络开关，远控操作和手动操作都会造成停电时间的差异，因此每一个分段开关、联络开关的操作时间都不相同；那么，当k位于l上游时，T_k＝t₁；当k位于l下游且可通过联络开关实现转供时，T_k＝t₁+t₂；当k位于l下游且无法实现负荷转供时，T_k＝t₃；在某种开关配置基础上，以最小供电分区为单位来分析配电网负荷点的停运时间更合理，最小供电分区k的年平均停电持续时间U_k的计算公式如下：

$U_k=\underset{i=1}{\overset{I}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_i{T}_{k-i}+\underset{j=1}{\overset{I}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{T}_{k-j}---\left(4\right)$

式中：λ_i表示第i分区的年平均故障率，T_k-i表示故障发生在第i分区时供电分区k的停电时间，I为最小供电分区数，J表示分段开关数，λ_j表示分段开关j的故障率，T_k-j表示分段开关j故障时供电分区k的停电时间。