[发明专利]一种基于可靠性约束的馈线自动化设备最优改造方法

说明书

本发明提出一种基于可靠性约束的馈线自动化设备最优改造方法，属于电力系统规划技术领域。该方法将配电网中非自动动作的断路器和开关(包括分段和联络开关)部分或全部改造为本地自动动作的断路器和开关，建立有目标函数和约束条件构成的基于混合整数线性规划的配电网可靠性评估优化模型，对模型求解从而得出满足系统可靠性要求的断路器及开关改造方案。在可靠性约束中，该方法同时考虑了故障后断路器跳闸、故障自动及人工隔离和基于网络重构的受影响负荷供电恢复。本发明简单高效，所得结果可以有效降低配电网改造成本，指导配电网工作人员精确、高效地对配电网进行馈线自动化升级、改造。

技术领域

本发明属于电力系统规划与评估技术领域，特别涉及一种基于可靠性约束的馈线自动化设备最优改造方法。

背景技术

随着电力用户对供电可靠性要求的提升，馈线自动化系统广泛应用于城区配电网中。为了提升配电网的可靠性和灵活性，需要对传统的配电网进行自动化改造，即将原仅能人工操作的断路器和开关设备升级为可自动动作的断路器和开关设备，如果全面升级改造则投资巨大。

在电力领域，可靠性是指电力系统持续满足终端用户电力需求数量和质量的能力。配电网可靠性主要包括以下几个指标：用户中断频率(customer interruptionfrequency(CIF))、用户中断持续时间(customer interruption duration(CID))、系统年平均中断频率指数(system average interruption frequency index(SAIFI))、系统年平均中断持续时间指数(system average interruption duration index(SAIDI))和期望失负荷能量(expected energy not supplied(EENS))。

在目前应用的针对配电网断路器和开关的改造方法中，需要采用启发式优化算法，如蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法等。这种方法耗时较长，需要较大的存储空间，每次计算得到的解不稳定，且不能保证搜索结果的最优性，因此无法得到配电网自动化设备(断路器和开关)理想的改造结果。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于可靠性约束的馈线自动化设备最优改造方法。本发明实现通过构建基于可靠性约束的配电网可靠性评估优化模型，不通过试探搜索，而直接通过求解该模型得到最优配电网自动化设备改造方案，在满足可靠性约束的前提下降低改造成本。

本发明提出一种基于可靠性约束的馈线自动化设备最优改造方法，包括以下步骤：

1)定义器件安装状态和支路故障后故障隔离、负荷转供和故障恢复动作原则，如下所示：

1-1)每条馈线首端安装断路器，每条馈线被分段开关分成馈线段，每条馈线最多存在一个联络开关，自动动作的断路器和开关感知两端接口的电流、电压进而做出动作响应，非自动动作的断路器和开关由人工操作；

1-2)在支路故障发生后，首先该支路所在馈线首端的自动动作或人工动作的断路器动作打开，开断故障电流，断路器下游节点断电，该支路所在馈线上所有自动动作开关打开；如果该断路器是自动动作的断路器，则进入步骤1-3)；如果该断路器是人工动作的断路器，则进入步骤1-7)；

1-3)在故障上游自动动作阶段，自动动作的断路器重合闸；

1-4)如果重合闸未触发断路器再次跳闸，该断路器下游第一个自动动作开关感应到单侧正常电压后闭合；如果重合闸触发断路器再次跳闸，则转到步骤1-7)；

1-5)从断路器下游第一个自动动作开关闭合后，其它自动动作开关依次感应到单侧正常电压后闭合，直至刚闭合的自动动作开关闭合后引发二次故障跳闸，则该刚闭合的自动动作开关的上游断路器跳闸，本条馈线上自动动作开关再次全部打开，该刚闭合的自动动作开关打开并锁定为打开状态；