[发明专利]面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法

说明书

一种面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法，以智能软开关投资成本、运行维护成本与配电网供电可靠性成本之和最小为规划目标，考虑网络拓扑约束、系统潮流约束、系统运行约束、智能软开关运行约束、多智能软开关协调约束、支路故障率关联约束以及智能软开关规划约束，得到智能软开关的规划位置与容量配置方案。本发明充分考虑智能软开关在正常运行环境下提升配电网运行经济性、在极端故障下提升配电网自愈能力的作用，得到智能软开关的最佳规划位置与配置容量，以提升配电网供电可靠性和运行经济性，实现配电网资产利用率最大化。

技术领域

本发明涉及一种智能软开关规划方法。特别是涉及一种面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法。

背景技术

随着智能电网理念与技术的不断发展，各种输配电新技术广泛应用，电力用户对电力系统供电可靠性的要求越来越高。据不完全统计，80％以上的用户停电事故由配电网故障引发，这就需要配电网具备更高的供电可靠性以应对复杂、多变的运行场景。随着电力电子技术的革新，大量灵活可控的电力电子设备为提升配电网供电可靠性带来了新的契机。考虑到电力电子设备在极端故障环境和正常运行条件下对配电网的安全、经济运行都有显著影响，在规划阶段需要采用同时考虑可靠性和经济性的配电网规划方法，以充分发挥新型配电设备对配电网供电可靠性和运行经济性提升的作用。

智能软开关(soft open point，SOP)是取代传统联络开关的一种新型配电装置，智能软开关的应用将极大地提高配电系统运行的灵活性和可控性。对此国内外已有学者开展了初步研究，但关于智能软开关对配电网供电可靠性影响方面的研究较少。在配电网正常运行时，智能软开关可以实时调节馈线间的传输功率，调整运行状态，实现配电网的经济运行；在故障发生时，由于直流隔离的作用，智能软开关能够有效阻止故障电流穿越，并为故障侧提供有效的电压支撑，扩大供电恢复范围，提升配电网供电可靠性。

传统配电网规划中考虑供电可靠性因素的方法主要是将可靠性指标作为约束条件加入优化问题中，得到满足一定可靠性水平的规划方案，但该方法难以协调经济性和供电可靠性之间的关系，无法得到最佳的优化配置方案。因此，急需一种面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法，将可靠性指标量化为供电可靠性成本，同时考虑配电网经济运行成本，以得到综合成本最低的优化配置方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够得到智能软开关的最佳规划位置与配置容量的面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法。

本发明所采用的技术方案是：一种面向配电网可靠性和经济性提升的智能软开关规划方法，包括如下步骤：

1)根据选定的配电系统，输入如下系统参数信息：线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平和支路电流限制，智能软开关待选位置、单位配置容量及投资成本、贴现率、经济使用年限、运行维护系数、损耗系数，故障侧节点电压约束值，各支路历史年均故障次数、故障修复时长，分段开关动作时间、联络开关动作时间、智能软开关供电恢复时间，单位停电损失成本，年负荷水平变化曲线，系统基准电压和基准功率初值；

2)建立考虑配电网供电可靠性成本和运行经济性成本的智能软开关双层规划模型，其中上层规划以配电系统年综合成本最小为目标函数，包含智能软开关年投资和运行维护成本、配电网年供电可靠性成本和配电网年损耗成本，考虑智能软开关规划约束；下层包括配电网可靠性提升子问题和运行优化子问题，其中可靠性提升子问题以配电网年供电可靠性成本最小为目标函数，考虑网络拓扑约束、系统潮流约束、系统运行约束、智能软开关运行约束、多智能软开关协调约束以及支路故障率关联约束，运行优化子问题以配电网年损耗成本最小为目标函数，考虑网络拓扑约束、系统潮流约束、系统运行约束、智能软开关运行约束；

3)依据步骤1)中输入的参数，生成智能软开关规划场景，包括采用快速搜索和发现密度峰聚类方法生成配电网典型运行场景，采用考虑关联约束的配电网支路故障率生成方法生成支路故障场景；