一种馈线动态分组方法及系统与流程

专利检索2025-05-26  12


本发明涉及配电网评估体系的构建与安全稳定运行领域,具体为一种馈线动态分组方法及系统。


背景技术:

1、随着社会经济与电力行业的发展,电力系统开始往高比例新能源方向发展,新能源本身存在随机性与波动性,同时随着城市配电网的扩张与发展,配电网络越来越复杂,重要开关控制不当等问题愈发严重,因此考虑所有联络开关都被赋予一定的重要度评估值,根据重要度评估值可以直观地判断出联络开关对于配电网重构优化的重要程度,但如果在重构优化中仅凭重要度评估值来赋予联络开关动作的优先级,那么这种做法不仅不会降低模型复杂度,还会因为难以把控优先级的最优划分而得不到重构最优方案。考虑到联络开关本质上还是馈线之间的连接通道,所以将目光放到馈线上,根据馈线上所连接的联络开关重要度来为不同的馈线进行动态分组具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种考虑配电网联络开关重要度与分类的馈线分组方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:

3、一种馈线动态分组方法,步骤包括:

4、步骤1.基于联络开关重要度排序,消去冗余开关进行联络开关初步分组,并对分组组内联络开关重要度进行重新排序;

5、步骤2.基于影响用户数及是否影响负荷高峰期转供情况,构建非关键联络开关判断体系;

6、步骤3.馈线组内迭代分析非关键联络开关,重新分组直至满足分组要求;

7、步骤4.分析联络开关负荷时空特性对馈线分组的影响;

8、步骤5.基于联络开关负荷特性,对分组进行修正,提出馈线动态分组。

9、进一步的,在所述步骤1中的两次排序,首先对配电网所有联络开关进行排序,消去冗余开关后对不满足馈线数要求的馈线组的组内联络开关进行重要度的重新排序;

10、对于复杂配电网,将开关重要度量化后,首先消去冗余开关,冗余开关是指缺省该联络开关后,负荷高峰期两侧不会出现可转供变为不可转供的情况且任一位置发生故障,存在其他联络开关替代该联络开关作用的非唯一联络开关,从而将馈线进行初步分组,进而将原配电网馈线划分为不同的馈线组,设定分组要求馈线组内馈线数小于,原馈线组为,,表示馈线数大于的组数。

11、进一步的,在步骤2包括的转供路径线径要求、联络开关转供路径替代关系、联络开关综合影响用户指标;

12、联络开关在负荷高峰期转供时,需要考虑电网的容量是否足够承载转供负荷,以及负荷需求是否超过了电网的承载能力,转供路径线径是考虑因素之一;转供路径线径通常指的是在电力系统中用于转供操作的导线或电缆的直径或截面积;这个参数通常会根据转供负荷的大小、电网容量、电压因素来确定。

13、对于设定的转供路径首先需要判断其是否实际可行,对于路径s需要满足输电线路线径和变电站输电能力的限制;

14、;

15、其中,表示输电线路的线径,表示需要满足的最小输电线径,表示变电站的最大输送功率;

16、输电线路最大输电能力的量化一般小于热稳定极限功率;

17、;

18、其中,表示线路开断情况,表示线路断开,表示热功率极限;联络开关的值等于所有转供路径中允许电流最大值与实际电流差的最小值,联络开关的剩余容量在一定程度上代表了联络开关对馈线的转供能力,其值等于所有转供路径中允许电流最大值与实际电流差的最小值;剩余容量越大,表示联络馈线的转供电能力就越强,兼供过程中就越不易发生过负荷等越线情况;

19、;

20、其中,集合为联络开关与向其供电电源之间的全部值支路;为第条支路允许的最大额定电流,为第条支路实际流过的电流;

21、联络开关是否影响可转供考虑该联络开关在负荷高峰期是否需要提供转供路径且该转供路径不可以被其他联络开关所包含的路径替代;

22、设定转供路径为以变电站为始端,经过联络开关,转供负荷为末端的路径,假定存在两条转供路径和,若存在以下关系:

23、;

24、则被包含转供路径对应的联络开关不影响转供不是非关键联络开关,反之若不存在包含关系则对应联络开关均不可被缺省;

25、联络开关影响用户数是判断联络开关是否为非关键联络开关的关键因素,其实际影响了用户的用电体验;考虑用户的停电风险及重要用户停电风险,用户停电风险可以按照停电户数来衡量,也可以按照停电户数所占总户数的百分比来衡量,记作;重要用户停电风险反映重要用户停电情况,记作;

26、故障后用户时户数损失率,反映了联络开关缺省或发生故障后配电网用户的损失情况记作,计算表示如下:

27、;

28、;

29、其中,为故障后用户损失率,为第个被影响用户的等级因子,为第个用户的等级因子,等级因子取值0-1之间,取值越高代表重要度越高;为被影响用户数,为配电网用户总数,为故障恢复时间;

30、故障是否会造成重要用户的停电是重点关注的方面,将重要用户的损失作为一个单独的衡量指标,记为;

31、计算联络开关综合影响用户指标为:

32、;

33、其中,、为普通用户及重要用户的权重。

34、进一步的,在步骤3中的从馈线组内重要度最低的联络开关开始,循环迭代并消去非关键联络开关;

35、在迭代判断非关键联络开关之前需要,需对馈线组内的联络开关重要度进行排序,并从重要度最低的联络开关开始迭代;

36、;

37、其中,表示联络开关重要度计算函数,表示第组不满足馈线数要求的馈线组,表示馈线组内的联络开关标号;

38、判断该开关是否唯一,若对于某一部分负荷而言,出现了其仅由某一联络开关供电的情况,则该联络开关为唯一联络开关无论影响用户综合指标及是否影响可转供,其均不可缺省;

39、缺省该非关键联络开关,将原馈线组一分为二,表示为和,分别判断其馈线数和是否小于,若小于:

40、;

41、则符合馈线组分类标准,可结束迭代;

42、若一分为二后的馈线组馈线数仍大于,则为:

43、;

44、则对馈线数大于的馈线组重复迭代,限制最多迭代20次,若超过20次仍无法满足馈线组分类标准,则保留该馈线组;

45、非关键联络开关迭代判断步骤包括:

46、s401.判断馈线数大于的馈线组,并对馈线组内的联络开关进行重要度排序;

47、s402.判断馈线组内重要度最低的联络开关是否为唯一联络开关;

48、s403.判断联络开关是否影响负荷高峰期转供;

49、s404.计算联络开关综合影响用户指标,并判断是否满足要求;

50、s405.缺省该非关键联络开关,并判断剩余馈线数是否满足要求。

51、进一步的,在步骤4中的分析负荷在不同尺度上的时空特性,分析负荷特性指标,通过描述类指标、比率类指标和曲线类指标进行分析;

52、负荷的时空特性主要是用户用电在时间上具有随机性,以及负荷的接入点在空间上分布不均匀,前者表现为单一负荷在不同用电周期下的用电规律互不相同,后者表现为不同负荷的用电规律互不相同。由于用户自身的负荷类型、生活习惯等因素,用户的负荷曲线会在不同用电周期内具有相似性,在用电趋势上也会存在一致性,即用户用电特征存在着周期性。相比于不同用户间的用电规律,负荷在时间上的特征规律会更加明显。

53、按各特性指标关注的时间范围不同,又可将这些指标分为日负荷特性指标、周负荷特性指标、月负荷特性指标、年负荷特性指标;其中周负荷特性指标在曲线类中运用较多,主要用于工作日与双休日负荷曲线的比较分析。

54、描述类指标包括:

55、描述类特性指标,这类指标通过指标具体值直接反映负荷特性总体状况、负荷特性水平等,利用描述类指标可以定量地描述负荷特性;

56、典型日的最大负荷和日最小负荷分别为和,典型日记录的负荷中,数值最大或最小的一个;记录时间间隔可以是1小时、半小时、15分钟,随着智能电表的推广,记录间隔将越来越短,甚至达到实时;典型日一般是按一段时间内的最大负荷日或者最大峰谷差日选取,还可以根据各地区的情况选取不同季节的某一代表日;

57、日平均负荷:日电量除以24小时或者每日所有负荷点的平均值,为日电量;

58、;

59、日峰谷差:日最大负荷与日最小负荷之差;峰谷差的大小直接反映了电网所需要的调峰能力;峰谷差主要是用于安排调峰措施、制定负荷管理及电源规划的研究;

60、;

61、月最大,最小负荷分别为,:每月最大或最小负荷日的最大或最小负荷;

62、月平均负荷:每月日平均负荷的平均值;年平均负荷与月平均负荷的定义类似;

63、;

64、月最大峰谷差:月最大负荷与月最小负荷之差;

65、;

66、月平均日峰谷差:每月日平均峰谷差的平均值;年平均日峰谷差与月平均日峰谷差的定义类似;

67、;

68、年最大,最小负荷分别为、:每年最大或小负荷日的最大或小负荷;年最大负荷直接反映了系统的规模,对电力系统的容量的需求,是电力系统规划与负荷管理的重要负荷特性指标;

69、年最大峰谷差:全年各日峰谷差的最大值;

70、;

71、年最大负荷利用小时数:指一年中负荷消费的电能与一年中的最大负荷的比值;

72、;

73、进一步的,所述比率类指标包括:

74、比率类特性指标,便于比较不同时间、不同研究对象的负荷特性,是描述类指标的延伸;

75、日负荷率:日平均负荷与日最大负荷的比值;月平均日负荷率,是指每月日负荷率的平均值;

76、;

77、其中,为日平均负荷,为日最大负荷;该指标用于描述日负荷曲线特性,表征一天中负荷分布的不均衡程度,较高的负荷率有利于电力系统的经济运行;

78、日最小负荷率:日最小负荷与日最大负荷的比值;年或月最小负荷率,是指每年或每月的日最小负荷率的最小值;

79、;

80、日峰谷差率:日峰谷差与日最大负荷的比值;年或日最大峰谷差率,是指每年或月的日峰谷差率的最大值;年或月的平均日峰谷差率,是指每年或月的日峰谷差率的平均值;

81、;

82、日负荷率、日最小负荷率和日峰谷差率的数值大小,与电力用户的性质和类别、生产班次及各类用电,例如:居民用电、农业用电、工商业用电的所占的比重息息相关,还与负荷管理措施有关;准确掌握日负荷率、日最小负荷率和日峰谷差率的变化趋势,可以为负荷管理提供基础。

83、月负荷率:又称月不均衡系数,月平均负荷与月最大负荷日平均负荷的比值;该指标是研究月内电量分布情况的重要指标,主要与用电构成、季节性变化和节假日等因素有关。近年来随着空调等降温负荷比重的增加,同一年内各月的月不均衡系数出现明显变化,尤其是夏季月不均衡系数出现明显下降;

84、;

85、季负荷率:又称季不平衡系数,一年内各月最大负荷日的最大负荷之和的平均值与年最大负荷的比值;它反映用电负荷的季节性变化,包括用电设备的季节性配置、设备的年度大修及负荷的年增长等因素造成的影响;年负荷率:为年平均日负荷与年最大负荷的比值;也等于最大负荷利用小时数除以8760。

86、进一步的,所述曲线类指标包括:

87、曲线类特性指标,没有一个具体的指标值,而是通过绘制曲线直观地表示负荷特性,可以用于发现负荷特性的变化规律,主要用于负荷特性的定性分析;

88、典型日负荷曲线:典型日按一天中每小时、半小时或15分钟,实时负荷变化绘制的曲线;

89、周负荷曲线:依据周一至周日每天的最大负荷绘制的曲线,或者周一至周日七天逐日负荷曲线叠加;

90、年负荷曲线:按全年逐月最大负荷绘制的曲线;

91、年持续负荷曲线:是以电力系统全年负荷的大小及其持续运行小时数的顺序排列做出来的曲线。

92、进一步的,在步骤5中的馈线动态分组,考虑不同季节负荷时空特性的变化,引入负荷变化等价用户数;

93、将动态变化的负荷时空变化特性的影响引入联络开关综合影响用户指标,进而能够更加真实地反映随着负荷的时空变化,联络开关重要度可能存在的变化;

94、负荷的时空变化特性也势必会影响到配电网的重构优化策略,从而导致不同的时间段馈线可能存在不同的馈线分组;考虑一种考虑负荷时空变化特性的馈线分组动态重构方法,在对非关键联络开关的判断过程中考虑季节变化并引入“负荷变化等价用户数”对联络开关用户数进行修正;

95、负荷变化等价用户数:假定在同一季节下,用户典型日负荷不变,则对于某一联络开关,考虑以某一季节下该联络开关影响用户数所对应的总日负荷为基准,在其余季节下,该联络开关影响用户数所对应的总日负荷,=1,2,3;表示除去基准季节外的其余季节,与基准值之差即为负荷变化值;设定单位用户负荷值,负荷变化等价用户数,则可表示为:

96、;

97、;

98、若负荷变化值为负,则负荷变化等价用户数也为负值,反之亦然,修正后的综合联络开关影响用户数表示如下:

99、;

100、其中为修正后的综合影响用户指标。

101、在一些实施例中,披露了一种由计算机系统执行的方法,该系统用于执行本文所描述的任何方法,该系统用于实现根据馈线上所连接的联络开关重要度来为不同的馈线进行动态分组。

102、根据一些实施例,一种计算系统包括处理器和存储有指令的存储器,这些指令在被执行时使一个或多个处理器执行本文所述的方法。根据一些实施例,一种电子设备包括一个或多个处理器,以及存储一个或多个程序的存储器;一个或多个程序被配置为由一个或多个处理器执行,并且一个或多个程序包括用于执行本文描述的任何方法的操作或使本文描述的任何方法的操作得以执行的指令。


技术特征:

1.一种馈线动态分组方法,其特征在于,所述方法的步骤包括:

2.根据权利要求1所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,在所述步骤1中的两次排序中,首先对配电网所有联络开关进行排序,消去冗余开关后,对不满足馈线数要求的馈线组的组内联络开关进行重要度的重新排序;

3.根据权利要求1所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,在所述步骤2包括的转供路径线径要求、联络开关转供路径替代关系、联络开关综合影响用户指标;

4.根据权利要求1所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,在所述步骤3中的从馈线组内重要度最低的联络开关开始,循环迭代并消去非关键联络开关;

5.根据权利要求1所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,在所述步骤4中的分析负荷在不同尺度上的时空特性,分析负荷特性指标,通过描述类指标、比率类指标和曲线类指标进行分析;

6.根据权利要求5所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,所述比率类指标包括:

7.根据权利要求5所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,所述曲线类指标包括:

8.根据权利要求1所述的一种馈线动态分组方法,其特征在于,在所述步骤5中的馈线动态分组,考虑不同季节负荷时空特性的变化,引入负荷变化等价用户数;

9.一种馈线动态分组系统,其特征在于,该系统用于执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.一种可读取存储介质,存储有指令,其特征在于,所述指令在一个或多个处理器执行时使得所述处理器执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种馈线动态分组方法及系统,涉及配电网评估体系的构建与安全稳定运行领域,步骤包括:根据联络开关的重要度,馈线初步分组,对联络开关进行排序,将重要度最低冗余联络开关消去;构建馈线组内非关键联络开关判断体系,包括影响用户数及是否影响负荷高峰期转供情况;迭代判断是否存在非关键联络开关,对馈线组进行重新分组,直至满足分组要求;负荷时空特性分析,明确负荷时空特性变化对馈线分组的影响;馈线动态分组,对馈线分组进行修正,提出基于负荷时空特性的馈线动态分组方法。本发明在应对和解决城市配电网日益复杂化,避免重要开关控制不当的问题上,具有重要意义。

技术研发人员:罗龙波,陈明辉,高红均,王斐,李欣,姜思远,刘俊勇,刘友波
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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