[发明专利]一种面向配电网形态演化的通用算例生成方法

说明书

一种面向配电网形态演化的通用算例生成方法，包括，首先生成随机点矩阵及网络边长，确定随机点的连接方式，随后利用由随机点的伸缩和旋转构成的仿射变换方式判定最终节点坐标，从而产生仿真算例网络的拓扑结构；然后，利用二次变电站安装容量生成器确定每个叶节点安装容量值，选取网络导线截面系列，产生仿真算例网络的通用电气特性；最后，根据电网分布式电源渗透率及潮流计算结果，随机生成若干含分布式电源的配电网通用算例。本发明只需更换随机种子就能够提供大量统计相似的通用算例，提高了仿真网络与真实网络的统计特性相似度，为配电网相关研究提供统计分析工具以获得通用性结论，具有较好的实用价值和工程实现性。

技术领域

本发明涉及一种配电网通用算例生成方法。特别是涉及一种面向配电网形态演化的通用算例生成方法。

背景技术

随着配电系统中分布式能源渗透率的不断提高以及主动配电网建设过程中不断增添的新型电力电子元件，中压配电网络的拓扑结构愈发复杂，从辐射状的无源网络变为有源的复杂网络，因此配电网的规划设计面临新的挑战。

配电网的传统规划方法的数学实质是求解一类带有约束条件的优化问题，其所确定的最优策略是事先确定好的，缺乏对配电网生长机制的揭示，也难以适应未来不可预测的情况[1-3]。为克服传统电网规划方法的局限性，电网演化研究应运而生，其致力于建立网络演化模型来模拟电网生长过程，以辅助指导电网规划与建设。经典的电网演化模型包括小世界网络和无标度网络模型。对于高压电网，是否具有小世界特性与特定的案例有关，而对于中压和低压电网，则不具有小世界特性[4]。对于一些区域高压电网，如北美200kV以上的电力网络，其度分布能更好的满足幂率分布，因而具有无标度特性[5]。文献[6]考虑了电压等级限制，提出一种基于局域世界演化模型的领域电网演化模型，再现了三代电网演化生长的过程。虽然演化生长模型已经广泛且成熟地运用于大型高压输电网的连锁故障和规划研究中，但中低压电网的演化生长模型仍处于起步阶段。近些年，随着分形学在各领域的运用和电力网络分形共性的发现，大量学者试图通过建立电力网络的分形演化模型来更准确地模拟配电网生长过程。文献[7]将分形学引入配电网络中，通过模拟低压电力用户的生长定位机制对不同类型的低压电网进行了再现，为英国配电网的改造规划提供了研究工具。文献[8]基于分形经典生长模型——电介质击穿(Dielectric breakdown model，DBM)模型，通过特定参数建立其与不同类型中低压配电网的联系，实现了某地区配电网的演化再现。但上述研究产生的仿真配电网与真实配电网的相似性仍然十分局限，如何在配电网分形形态的基础上建立一种演化模型，并且使得演化结果在各种特性上与真实网络相媲美，仍然需要更深入地研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种只需更换随机种子就能够提供大量统计相似的通用算例的面向配电网形态演化的通用算例生成方法。

本发明所采用的技术方案是：一种面向配电网形态演化的通用算例生成方法，包括，首先，生成随机点矩阵及网络边长，确定随机点的连接方式，随后利用由随机点的伸缩和旋转构成的仿射变换方式判定最终节点坐标，从而产生仿真算例网络的拓扑结构；然后，利用二次变电站安装容量生成器确定每个叶节点安装容量值，选取网络导线截面系列，产生仿真算例网络的通用电气特性；最后，根据电网分布式电源渗透率及潮流计算结果，随机生成若干含分布式电源的配电网通用算例。

本发明的一种面向配电网形态演化的通用算例生成方法，其中的分形演化模型在更换随机种子的情况下，依据核心的仿射变换公式和最小生成树连接判定便可以生成大量具有分形形态的网络拓扑，并在此基础上利用电气特性生成机制产生网络的电气特性，最终生成大量彼此高度统计相似的仿真网络。本发明的方法不仅揭示了配电网的生长演化机制，为未来配电网的规划提供基础，并且只需更换随机种子就能够提供大量统计相似的通用算例，提高了仿真网络与真实网络的统计特性相似度，为配电网相关研究提供统计分析工具以获得通用性结论，具有较好的实用价值和工程实现性。

附图说明

图1是分形仿真网络中随机点的仿射变换演示过程示意图；