[发明专利]一种配电网自动化终端的优化配置方法

权利要求书

1.一种配电网自动化终端的优化配置方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：提出考虑与或关系的逻辑算子；

步骤2：基于逻辑算子搭建负荷关于配电网自动化终端的停电时间函数；

步骤3：基于停电时间函数搭建以最小化停电损失与资金投入之和为目标，以资金投入为约束的配电网自动化终端优化配置；

步骤4：基于优化配置模型进行求解得到最优配置方案；

在步骤1中，包括以下步骤：

步骤1)定义变量集合：

VAR＝{var_i|i∈Ω_index}；

式中：变量var_i为决策布尔型变量，其值为1则代表在i处配置对应的自动化终端，其值为0则代表不配置对应的自动化终端，Ω_index为满足特定条件的下角标集合，VAR则为下角标满足一定条件的变量的集合；

步骤2)定义对变量集合进行运算的逻辑与算子And(·)和逻辑或算子Or(·)；

在步骤2中，包括以下步骤：

步骤1)进行仅考虑手动隔离开关x的负荷停电时间通项模型的搭建；

步骤2)进行搭建考虑手动隔离开关x与故障指示器y的负荷停电时间通项模型的搭建；

步骤3)搭建同时考虑手动隔离开关x与故障指示器y以及自动隔离开关z的负荷停电时间通项模型；

在步骤1)中，手动隔离开关x的负荷停电时间通项表达式为：

式中：X_i,j为馈线f上故障i到负荷j之间的x变量集合；是有关手动隔离开关动作时间的判定算子；是有关维修时间的判定算子；t^search为该条馈线的故障巡线常数，与该条馈线的中压区段以及低压区段总长度有关；t^mcs为手动隔离开关动作时间常数；t^rep为故障维修时间常数；

在步骤2)中，考虑手动隔离开关x与故障指示器y的负荷停电时间通项表达式为：

v_a(x,y)＝And(Or(Y_i,a),Or(X_j,a))

式中：是判断区段s到故障i之间不存在任何故障指示器的判定算子；Y_i,s为馈线f上故障i到区段s之间的y变量集合；为区段s的巡线时间；Ω_s为区段集合；v_a(x,y)为开关安装候选位置辅助变量，用于判定在开关安装候选位置a_n的负荷侧的手动隔离开关与故障侧的故障指示器是否同时存在；Y_i,a为馈线f上故障i到开关安装候选位置a_n之间的y变量集合；X_j,a为馈线f上负荷j到开关安装候选位置a_n之间的x变量集合；是用于判定负荷j是否需要经历巡线时间的算子；V_i,j(x,y)为故障i到负荷j之间所有的辅助变量v_a(x,y)集合；

在步骤3)中，同时考虑手动隔离开关x与故障指示器y以及自动隔离开关z的负荷停电时间通项表达式为：

式中：t^rcs为自动隔离开关动作时间；

在步骤3中，包括以下步骤：

步骤1)搭建停电损失有关于配电网自动化终端的通项模型；

步骤2)搭建资金投入有关于配电网自动化终端的通项模型；

步骤3)搭建以最小化停电损失与资金投入之和为目标，以资金投入为约束的配电网自动化终端优化配置模型；

在步骤1)中，

将故障导致配电网停电以后，售电公司在停电时间内损失的所有售电费作为电网侧停电损失，其数学表达式为：

式中：Ω_f,i为馈线f上故障i集合；Ω_f,j为馈线f上的负荷j集合；Ω_j,k为负荷点j的所有负荷类型集合；λ_i为故障i的期望概率；P_k,k为第t年第k种类型负荷的负荷量；R_k是第k种类型负荷的单位电价；

将故障导致配电网停电以后，用户在停电时间内损失作为用户侧停电损失，其数学表达式为：

式中：CDF_k(·)为停电损失函数；

将总停电损失，即电网侧停电损失与负荷侧停电损失之和，作为优化目标之一，其数学表达式为：

CIC(x,y,z)＝GCIC(x,y,z)+LCIC(x,y,z)；

在步骤2)中，设一次投资费用即整个配电网所有馈线上所有自动化终端的一次投资成本之和，其数学表达式为：

式中：Ω_f为配电网中馈线集合；Ω_f,a,Ω_f,d为馈线f上隔离开关与故障指示器的候选安装位置集合；inv^MCS，inv^FI与inv^RCS分别为手动隔离开关，故障指示器与自动隔离开关的一次投资成本；

后期维修费用即在自动化终端的整个使用年限其间的维修费用之和，其数学表达式为：

式中：Ω_t是自动化终端的预计使用年限；DR为维修费折扣率；

将全生命周期费用，即一次投资费用与后期维修费用之和，作为优化目标之一以及约束，其通项表达式。