[发明专利]基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法

权利要求书

1.一种基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、利用基于树编辑距离TED的分层聚类算法将待规划区域内多样化网架划分为至少一个典型的参考网架拓扑；

S200、对每一个所述参考网架拓扑，基于每个参考网架拓扑的故障隔离能力与负荷转供能力，将网架优化变量与可靠性指标相关联，并将其表述为显式公式；

S300、通过BP神经网络算法建立可靠性指标与分布式电源DG定容选址规划的关联模型，并构建分布式电源DG、网架优化变量融合下的联合可靠性模型；

S400、将每个参考网架拓扑的联合可靠性模型聚合，建立待规划区域内整个系统的以投资费用最少和可靠性性能提升最大的关联模型驱动的配电网投资决策模型；

S500、利用该配电网投资决策模型获得可靠性约束条件下的最小综合投资成本或投资费用约束下的最大可靠性性能，对待规划区域进行配电网规划。

2.根据权利要求1所述的基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S100中，参考网架拓扑的获取方法包括以下步骤：

S110、将待规划区域内配电系统的每条拓扑馈线进行拓扑抽象化表示为树结构，以平衡节点为树结构的根节点，其他负荷节点或/和环网柜节点作为树结构的子节点；

S120、通过公式(1)得到两个树结构之间的树编辑距离TED：

该式中，S＝{s₁,s₂,…,s_k}表示从树结构G₁转换成G₂的所有编辑操作的集合，N为操作的总次数，C(s_i)为第s_i步的树编辑操作的成本；

S130、采用基于TED的分层聚类算法对网架模板进行聚类，获得的每一类作为一个典型的参考网架拓扑。

3.根据权利要求2所述的基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S130中聚类步骤如下：

S131、将N条拓扑馈线作为N类，计算其中每两条拓扑馈线之间的树编辑距离TED；

S132、将其中最近的两条拓扑馈线合并形成N-1类；

S133、计算合并后的新类与其他类之间的树编辑距离TED，并重复步骤S132～133，直到该N条拓扑馈线合并为一个类或满足终止条件；

该聚类过程中，采用树编辑距离TED作为拓扑馈线之间的距离，并用平均距离计算拓扑馈线之间的距L：

该式中，C_i和C_j表示两个不同的类；G_i和G_j是C_i和C_j中的随机样本，i,j＝1,2,…,N，n_i和n_j分别是C_i和C_j的总数。

4.根据权利要求3所述的基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S130中利用公式(3)定义每个参考网架拓扑：

该式中，n_i表示某一参考网架拓扑的网络模板i，K表示该网络模板i中的网络拓扑数量，C_r,j表示该网络模板中某一网络拓扑j的固有属性。

5.根据权利要求1～4任一项所述的基于聚类网架拓扑和可靠性估算关联模型的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S200中，将系统的平均停运时间S_D和系统的平均停运频率S_F作为评估系统可靠性的主要指标：

该组式中，d_j是线路中设备i的故障率；N_R，N_F分别是拓扑馈线中设备和节点的总数，N_k,j指设备j故障后k类用户的数量，T_k,j是相应的停电时间，h_k,j为表示电源故障状态的0-1变量。