[发明专利]基于K‑means聚类的配电网网架的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网网架构建技术领域，具体涉及一种基于K-means聚类的配电网网架的构建方法。

背景技术

现今中国城市配电网正处于高速发展阶段，作为电力网络中最接近用户的部分，需要对配电网进行科学的优化规划，以期保证电网结构的合理性和运行的安全性、经济性，提高配电网供电质量。目前广泛采用粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火法、禁忌搜索法等算法对配电网网架进行优化。

但上述诸多算法对配电网网架进行优化时，均是一次性计入所有实际负荷点，计算难度大且难以产生全局最优解，也未能体现有序的网络结构和清晰的脉络，给运行人员的高效调度管理带来极大的阻碍。

此外，规划各阶段中决策变量的维度、准确性及稳定性将极大的影响网络的最终结构，传统规划方案的变量维度高且波动性强，易导致计算结果变化频繁，而工程实际中网络结构需具有较强的稳定性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种配电网层次结构简单清晰的基于K-means聚类的配电网网架的构建方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方为：

提供一种基于K-means聚类的配电网网架的构建方法，其包括以下步骤

读取配电网中所有负荷节点的电力需求量及地理位置和主干网架单条线路的容量；

通过电力需求量与主干网架容量计算配电网待分区的数目；

根据所述负荷节点的地理位置和所述待分区的数目，基于K-means聚类对配电网中所有负荷节点进行分区的划分，并获取每个分区内的等效负荷点；

连接变电站和等效负荷节点，直至将变电站与所有等效负荷点形成环路构建成配电网主干网架；

基于每个分区内的负荷节点导通时，分区内布置线缆最短的原则，连接每个分区内的负荷节点和等效负荷点构建成配电网网架。

本发明的有益效果为：将配电网中的负荷节点进行分区后，通过配电网中变电站和获得的等效负荷点进行配电网主干网架的构建，再对分区中的负荷节点进行连接来完成整个配电网网架的构建。

采用该方法构建的配电网架减小网架生成过程中的数学运算规模，其与传统配电网构建相比层次结构简单明朗，各分区范围明确，便于运行人员决策和管理。

由于整个配电网网架由主干网架和分区内负荷节点进行连接构成的次级网架构成，其网络层次与现有技术相比网络层级更少，可相应减少电力传输路径上的电压损耗；分区内负荷节点的连接基于布置线缆最短的原则，使配电网的线路建设费用远远低于传统的一次性计入所有实际负荷点的构建方式。

整个配电网网架基本上是基于线路最短的原则进行构建的，在线路建设费用方面远低于现有技术一次性计入所有实际负荷点的方式，采用分区理念可降低变电站出线端的载流量，选取性价比更优的线路。

主干网架亦采用环形设计，双重的转供保障使得配电网网架的结构具有更好的可靠性。

附图说明

图1为基于K-means聚类的配电网网架的构建方法的流程图。

图2为基于K-means聚类对配电网进行分区的划分和获取每个分区的等效负荷点的流程图。

图3为最短环路法的设计思路。

图4为配电网主干网架已构建完成后的一个示例图。

图5为每个分区内的负荷节点进行连接的流程图。

图6为33个负荷节点按标准接线方式构建的配电网网架。

图7为采取本方法构建的配电网网架。

图8为标准接线方式构建的配电网网架与采取本方法构建的配电网网架的负荷节点电压对比。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

参考图1，图1示出了基于K-means聚类的配电网网架的构建方法的流程图；该流程图包括步骤101到步骤105：

在步骤101中，读取配电网中所有负荷节点的电力需求量及地理位置和主干网架单条线路的容量。

在步骤102中，通过电力需求量与主干网架容量计算配电网待分区的数目。

在本发明的一个实施例中，通过电力需求量与主干网架容量计算配电网待分区的数目进一步包括：

计算电网中所有负荷节点的电力需求量之和与主干网架单条线路的容量的比值；