[发明专利]一种基于停电容量最小的配电线路三级保护优化配置方法

权利要求书

1.一种基于停电容量最小的配电线路三级保护优化配置方法，其特征在于，所述方法针对配电线路只有主干线，配电线路有主干线和分支线，以及配电线路有主干线、分支线和次支线三种情况；分别建立三级保护配置方案对应的考虑线路故障概率的预期故障停电配变总容量计算公式；通过计算有限种保护配置方案的故障停电配变容量，分别给出具体的计算流程；最终找到配电线路停电容量最小对应的开关设置位置和数量，从而得到最优化的三级保护配置方案；

所述配电线路只有主干线的预期故障停电配变总容量Q为：

式中，λ_Z为主干线单位长度故障概率；L_Z为配电线路主干线长度；L_K2Z为主干线第二级开关位置与主干线始端距离；L_K3Z为主干线第三级开关位置与主干线始端距离；S_j为第j个配变的容量；l_j为第j个配变所接位置距主干线始端的距离；为配电线路上所有配变总容量；为主干线第二级开关至主干线末端之间的配变总容量；为主干线第三级开关至主干线末端之间的配变总容量；

第二级、三级开关将配电线路分为三段，配电线路上所有配变总容量等于各段线路所接配变之和，即，

式中，为配电线路上所有配变总容量；为主干线始端至主干线第二级开关之间的配变总容量；为主干线第二级开关至主干线第三级开关之间的配变总容量；为主干线第三级开关至主干线末端之间的配变总容量；因此Q式可以变换为：

所述配电线路只有主干线的预期故障停电配变总容量的选择算法流程如下：

(1)求得第二级开关设置处的大方式下的最小阻抗Z_2min及对应的最小距离L_K2Zmin，以及第三级开关设置处的大方式下的最小阻抗Z_3min及对应的最小距离L_K3Zmin；

(2)判断L_K3Zmin是否在长度范围(0,0.8L_Z)之内，判断方法是以L_K3Zmin与该范围的上限值0.8L_Z比较，若L_K3Zmin＞0.8L_Z，说明该线路不能配置三级保护，进入其他流程处理；若L_K3Zmin≤0.8L_Z，说明该线路可以配置三级保护；

(3)令第二级开关后侧配变编号j＝1，第三级开关后侧配变编号k＝1；

(4)令L₂＝L_K2Zmin，L₃＝L_K3Zmin；

(5)判断L₃是否在长度范围(0,0.8L_Z)之内，若L₃＞0.8L_Z，说明已完成遍历第二级开关固定位于L₂时第三级开关在所有可能配变位置的情况，此时，进入步骤(8)变动第二级开关固定的位置；若L₃≤0.8L_Z，说明第三级开关位于L₃可以配置三级保护，此时令主干线第二级开关位置与主干线始端距离为L₂，即L_K2Z＝L₂，第三级开关位置与主干线始端距离为L₃，即L_K3Z＝L₃；

(6)根据Q式计算L_K2Z、L_K3Z对应的预期故障停电配变总容量Q(L_K2Z,L_K3Z)；若Q_best为初始值或Q(L_K2Z,L_K3Z)＜Q_best，则将最小预期故障停电配变总容量Q_best赋值为Q(L_K2Z,L_K3Z)，对应的第二级开关最优化位置(L_K2Zbest,L_K3Zbest)赋值为(L_K2Z,L_K3Z)；

(7)固定第二级开关位置设置于L_K2Z处，找到L_K3Z后侧的第j个配变，令中间量L₃等于该配变位置距主干线始端的距离l_j，即L₃＝l_j，同时计数量j加1，再进入步骤(5)，循环遍历所有符合条件的配变位置；

(8)变动第二级开关位置，找到L_K2Z后侧的第k个配变，更新第二级开关最小距离L_K2Zmin为该配变位置距主干线始端的距离l_k，即令L_K2Zmin＝l_k，判断L_K2Zmin是否在长度范围(0,0.8L_Z)之内，若L_K2Zmin＞0.8L_Z，说明所有遍历已完成，进入步骤(9)输出最终优化计算的结果；若L_K2Zmin≤0.8L_Z，说明线路保护配置有进一步优化的可能，重新计算得到第三级开关最小距离L_K3Zmin，判断L_K3Zmin是否在长度范围(0,0.8L_Z)之内，若L_K3Zmin＞0.8L_Z，说明三级保护配置所有遍历已完成，进入步骤(9)输出最终优化计算的结果，若L_K3Zmin≤0.8L_Z，说明存在未计算的情况，同时计数量k加1，计数量j重新赋值为1，再进入步骤(4)，循环遍历计算；

(9)经过以上流程计算，最终得到最小预期故障停电配变总容量Q_best及其对应的第二级开关最优化位置(L_K2Zbest,L_K3Zbest)，输出计算结果。