[发明专利]一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法

权利要求书

1.一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立中压线路供电规划区域；

S2，建立中压线路路径规划模型，

S21，设定目标函数，

以年综合投资费用f(x)最小作为规划目标，其中包括电缆建设投资(含土建费用和电缆材料费用)、年运行费用及损耗：

minf(x)=(ωΣi∈Di(LDi+LCi)xi)(1+m)+Σj∈DjΣi∈DiλΔPjiτmax---(1)]]>

等式右边第一项为年固定投资及年运维费用，其中年运维费用取年固定投资一定的折算系数m，采用“现值转年法”，将总的费用折算成每年内的建设费用，为年值系数，其中r₀为电力工业投资收益率，n为电气设备的经济使用年限，D_i为有电缆通过的支路集合，x_i为每段支路的长度，为不同电缆敷设方式的电缆通道单位长度造价；为支路i中的电缆材料费用，L_C为所选电缆单位长度造价，k为支路i中的电缆回路数；

等式右边第二项为网损费用，λ为综合电价；ΔP_ji为通过路径j中的支路i的有功损耗，P_ji为路径j中通过支路i的所有功率之和(最高负荷情况下)，U_i为支路i首端电压，此处取平均额定电压，ρ为所选电缆的单位电阻值；τ_max为最大负荷利用小时数；

S22，设定约束条件，

a、开环供电约束，

采用电源-开关站等双回路供电模式，形成供电路径时满足该条件；

b、电缆容量约束，

流经每段支路电缆的功率小于限值，即：

P_ji≤P_ji(lim)，j＝1，2，…，D_j；i＝1，2…，D_i (2)

c、敷设电缆回路数约束，

每条支路上，采用不同的电缆敷设方式，其电缆条数n_i不得超过综合管廊电力仓或电缆排管规模的上限N_i(max)：

0≤n_i≤N_i(max) (3)

d、变电站出线数目约束，

每个变电站的出线数目m_b小于等于变电站允许的出线数目限值m_b(max)，即

0≤m_b≤m_b(max)(4)

e、供电半径约束，

在建立形成规划区域时考虑变电站的供电半径，保证所有开关站负荷在变电站的供电半径范围内；

S3，基于Dijkstra算法优化线路路径，

根据所述规划区域内的变电站和负荷点的分布，建立图形G＝(V，E)，令G＝(V，E)为一个带权有向图，上述带权有向图由集合V和E所构成，其中V是非空的由有限个顶点所构成的顶点集合，E则是由顶点对所构成的路径集合，上述顶点对又称为边(Edge)，即路径；将图中的顶点集合V分成两组，第一组为已求出最短路径的顶点集合S，初始时S中只有源节点，以后每求得一条最短路径，就将它对应的顶点加入到顶点集合S中，直到全部顶点都加入到顶点集合S中；第二组是未确定最短路径的顶点集合U，在加入过程中，总保持从源节点v到顶点集合S中各顶点的最短路径长度不大于从源节点v到顶点集合U中任何顶点的最短路径长度；

Diikstra算法的计算步骤如下：

S31，初始化时，顶点集合S只含有源节点；

S32，从顶点集合U中选取一个距离v最小的顶点k加入顶点集合S中，该选定的距离就是v到k的最短路径长度；

S33，以k为新考虑的中间点，修改顶点集合U中各顶点的距离；若从源节点v到顶点u的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短，则修改顶点u的距离值，修改后的距离值是顶点k的距离加上k到u的距离；

S34，重复步骤S32和S33，直到所有顶点都包含在顶点集合S中。