[发明专利]一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法,属于配电网规划技术领域，主要包括步骤，S1建立中压线路供电规划区域；S2建立中压线路路径规划模型；S3基于Dijkstra算法优化线路路径，S4基于增量最短路径法完成线路联络。通过建立城市新区综合管廊建设背景下配电网规划中压线路路径规划模型，将路径规划分为两步首先利用最短路径法初步形成供电网格，且网格内电缆路径实现最优，完成主干线路规划；再基于增量最短路径法完成线路联络，相比启发式算法，该方法具有概念清晰，计算速度快，规划效果好的特点。规划后的配电网中压线路不仅适应于有城市综合管廊建设的情况，并且综合投资费用最小，电缆路径最短。

主权项

一种基于城市综合管廊的配电网中压线路路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，建立中压线路供电规划区域；S2，建立中压线路路径规划模型，S21，设定目标函数，以年综合投资费用f(x)最小作为规划目标，其中包括电缆建设投资(含土建费用和电缆材料费用)、年运行费用及损耗：minf(x)=(ωΣi∈Di(LDi+LCi)xi)(1+m)+Σj∈DjΣi∈DiλΔPjiτmax---(1)]]>等式右边第一项为年固定投资及年运维费用，其中年运维费用取年固定投资一定的折算系数m，采用“现值转年法”，将总的费用折算成每年内的建设费用，为年值系数，其中r0为电力工业投资收益率，n为电气设备的经济使用年限，Di为有电缆通过的支路集合，xi为每段支路的长度，为不同电缆敷设方式的电缆通道单位长度造价；为支路i中的电缆材料费用，LC为所选电缆单位长度造价，k为支路i中的电缆回路数；等式右边第二项为网损费用，λ为综合电价；ΔPji为通过路径j中的支路i的有功损耗，Pji为路径j中通过支路i的所有功率之和(最高负荷情况下)，Ui为支路i首端电压，此处取平均额定电压，ρ为所选电缆的单位电阻值；τmax为最大负荷利用小时数；S22，设定约束条件，a、开环供电约束，采用电源‑开关站等双回路供电模式，形成供电路径时满足该条件；b、电缆容量约束，流经每段支路电缆的功率小于限值，即：Pji≤Pji(lim)，j＝1，2，…，Dj；i＝1，2…，Di   (2)c、敷设电缆回路数约束，每条支路上，采用不同的电缆敷设方式，其电缆条数ni不得超过综合管廊电力仓或电缆排管规模的上限Ni(max)：0≤ni≤Ni(max)   (3)d、变电站出线数目约束，每个变电站的出线数目mb小于等于变电站允许的出线数目限值mb(max)，即0≤mb≤mb(max)(4)e、供电半径约束，在建立形成规划区域时考虑变电站的供电半径，保证所有开关站负荷在变电站的供电半径范围内；S3，基于Dijkstra算法优化线路路径，根据所述规划区域内的变电站和负荷点的分布，建立图形G＝(V，E)，令G＝(V，E)为一个带权有向图，上述带权有向图由集合V和E所构成，其中V是非空的由有限个顶点所构成的顶点集合，E则是由顶点对所构成的路径集合，上述顶点对又称为边(Edge)，即路径；将图中的顶点集合V分成两组，第一组为已求出最短路径的顶点集合S，初始时S中只有源节点，以后每求得一条最短路径，就将它对应的顶点加入到顶点集合S中，直到全部顶点都加入到顶点集合S中；第二组是未确定最短路径的顶点集合U，在加入过程中，总保持从源节点v到顶点集合S中各顶点的最短路径长度不大于从源节点v到顶点集合U中任何顶点的最短路径长度；Diikstra算法的计算步骤如下：S31，初始化时，顶点集合S只含有源节点；S32，从顶点集合U中选取一个距离v最小的顶点k加入顶点集合S中，该选定的距离就是v到k的最短路径长度；S33，以k为新考虑的中间点，修改顶点集合U中各顶点的距离；若从源节点v到顶点u的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短，则修改顶点u的距离值，修改后的距离值是顶点k的距离加上k到u的距离；S34，重复步骤S32和S33，直到所有顶点都包含在顶点集合S中。