[发明专利]一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法

说明书

本发明公开了一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法，涉及电力技术领域，方法包括：基于电力配网的能量守恒约束和拓扑约束，建立线性整数规划模型，并设置模型的目标函数为配网中各配电线路线损率之和；获取电力配网中各个时段配电线路以及配电变压器的电度数据；对配电线路以及配电变压器的电度数据进行异常值检测、异常值与缺失值处理、数据变换、数据校核的预处理，得到模型的输入数据；基于输入数据，采用分支定界算法对线性整数规划模型进行优化和求解；基于模型最优解，输出配网线变关系的最优组合。本发明能够快速获取优质的配网线变关系，有效减低线损率，提升电网经营管理水平。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法。

背景技术

配电网运行时，为了降低网损率、均衡负荷、提高可靠性，需要对配电网的网络结构进行调整。配网线变关系是指配电网台区配变与其所属10kV线路之间的关系，它属于配电网拓扑结构的一种，其正确性对于计算配电网网损、配电网故障的抢修都具有非常重要的意义。

但是由于配电网元数量众多、扩容任务繁重、设备异动频繁，导致电网拓扑数据管理维护工作量大，数据录入与更新不及时，配电系统存储的拓扑或线变关系与实际电网运行情况不一致等问题，这给配网的调度、运行、管理带来了很大困扰，而现有技术无法实现通用性和期望的技术效果，例如，采用现场核查的方法校验配网拓扑会耗费大量的人力物力，采用电压关联度分析方法无法区分同一母线上的是否具有不同的10kV线路，而采用启发式分析方法容易陷入局部最优，从而无法获得配网的整网最优。

由此可见，急需一种智能化、效果好的配网线变关系识别方法代替传统的人工校验方式实现配网拓扑辨识，并为智能配电网的建设和发展提供关键技术支撑。

发明内容

为解决电网配网中的线变关系识别问题，本发明提出一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法，通过建立配网线变关系识别的线性整数规划模型，并采用分支算法对模型进行求解，从而得到配网线变关系的最优组合，与人工鉴别配网相比，速度快、效果好。

为实现本发明的技术目的，本申请具体采用以下技术方案：

第一方面，本发明公开一种基于线性整数规划的配网线变关系识别方法，包括以下步骤：

步骤S1、基于电力配网的能量守恒约束和拓扑约束，建立配网线变关系识别的线性整数规划模型，并设置模型的目标函数为配网中各配电线路线损率之和；

步骤S2、基于电力配网中用户的用电信息，获取各个时段配电线路的电度数据以及配电变压器的电度数据；

步骤S3、对配电线路的电度数据以及配电变压器的电度数据进行异常值检测、异常值与缺失值处理、数据变换、数据校核的预处理，得到模型的输入数据；

步骤S4、基于输入数据，采用分支定界算法对线性整数规划模型进行优化和求解；

步骤S5、基于模型最优解，输出配网线变关系的最优组合。

进一步地，步骤S1中的线性整数规划模型如下式表示：

其中，k表示时段编号；i表示配电线路出口的配电变压器编号；I表示所有线路上连接的配电变压器总数；j表示配电线路编号；J表示线路总条数；S_j表示配网实际运行情况下第j条线路上所连接配电变压器的集合；x_ij表示第i个配电变压器与第j条配电线路之间从属关系的逻辑量；W_T.ki表示第k个时段内第i个变压器所消耗的电能；W_L.kj表示第k个时段内第j条线路入口处输入的电能，表示第j条线路各时段输入电能的平均值；表示第i个变压器各时段消耗电能的平均值。

进一步地，步骤S3中的异常值检测过程，具体包括：