[发明专利]一种适应负荷季节性变化的变电站供电范围优化方法

说明书

一种适应负荷季节性变化的变电站供电范围优化方法，所述方法以变电站位置为离散的细胞点，采用模拟细胞生长法生成沃罗诺伊空间图形，并在每个细胞生长过程中增加变电站负载水平多负荷场景安全约束校核，在降低变电站最大供电范围、减少网络损耗和电压降落损失的同时，避免变电站无法适应负荷季节变化而发生过载。所述方法包括以下步骤：（1）模拟细胞生长法；（2）多负荷场景安全约束校核；（3）供电范围规整。本发明通过设置细胞生长速度及多场景负荷约束校核机制，在尽量减小平时期间变电站供电负荷矩的同时，保证了春节重负荷期间变电站不发生过载。本发明投资小、运维简单，供区固定，适用于城市和乡村所有地区。

技术领域

本发明涉及一种适应负荷季节性变化的变电站供电范围优化方法，属变电站供电技术领域。

背景技术

农村地区山区湖泊较多，居民居住分散，农网线路供电距离长、路径曲折率大，边远地区低电压问题较为严重。此外，由于春节返乡习俗，农村负荷峰谷差大，导致变电站平时轻载与春节期间重载矛盾较为突出。目前，我国正处在新型城镇化建设快速发展期，居民生活水平有了很大的提高，用户对电网供电能力和电压质量的更高要求与农网改造成本大、投资效益低成为了主要矛盾。除进一步做好农网规划，提高建设效益外，如何根据现有变电站布点，对供电范围进行合理划分，通过管理手段最大限度降低边远用户至电源点之间的负荷矩，改善用户电压质量，对于节约电网基建投资，提高设备利用效率，实现城乡公共服务均等化服务具有重要意义。

沃罗诺伊图(Voronoi Diagram，以下简称V图)是由俄国(乌克兰)数学家格奥尔吉·沃罗诺伊建立的空间分割算法，来源于笛卡尔用凸域分割空间的思想。沃罗诺伊图像具有如下特性：每个希森多边形内仅含有一个离散点数据P_i；对于该点P_i，希森多边形内的任意点x到该点的距离d(x,P_i)比到其他离散点P_j的距离更近，即：

P_i＝{x∈X|d(x,P_i)<d(x,P_j),ij}；

两维空间的沃罗诺伊分割示意图如图1所示。

发明内容

本发明的目的是，为了解决农网供电范围合理划分，改善用户电压质量，本发明提出一种适应负荷季节性变化的变电站供电范围优化方法。

实现本发明的技术方案如下，一种适应负荷季节性变化的变电站供电范围优化方法，所述方法以变电站位置为离散的细胞点，采用模拟细胞生长法生成沃罗诺伊空间图形，并在每个细胞生长过程中增加变电站负载水平多负荷场景安全约束校核，在降低变电站最大供电范围、减少网络损耗和电压降落损失的同时，避免变电站无法适应负荷季节变化而发生过载。

所述模拟细胞增长法，根据供区负荷密度设置细胞生长速度，以各变电站为细胞核，以圆形向外扩张，相邻两个扩张圆交点的连线为供区边界；细胞生长速度w_i设置方法如下：

式中：ρ_i为地块i的负荷密度，为地区的平均负荷密度；∑P为地区总负荷；S为地区总供电面积。

所述多负荷场景安全约束校核，按平时负荷密度进行扩张搜索，但以春节和平时两种场景下的负荷进行变电站安全上限校核，若触发其中任一种上限，则该变电站停止扩散；校核方法如下式所示：

P_i(r_i,ρ₁)≤P_Timax；

P_i(r_i,ρ₂)≤P_Timax；