[发明专利]一种以解决电网诊断问题为导向的配电网自动规划方法有效

专利信息
申请号: 201711472146.6 申请日: 2017-12-29
公开(公告)号: CN108306282B 公开(公告)日: 2021-05-14
发明(设计)人: 葛鹏江;董晓晶;周宗川;黄宗宏;王诚良;党东升;屈高强;赵亮;田星;冯雪 申请(专利权)人: 国网宁夏电力有限公司经济技术研究院;北京清软创新科技股份有限公司
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00
代理公司: 北京天盾知识产权代理有限公司 11421 代理人: 胡凯
地址: 750000 宁夏回族自治*** 国省代码: 宁夏;64
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摘要: 发明公开了一种以解决电网诊断问题为导向的配电网自动规划方法,包括以下步骤:S1:对现有电网中存在的典型问题进行分类,电网存在的典型问题分为线路问题、台区问题和其他问题,线路问题主要包括10kV线路过载、10kV线路重载、线路电压不合格、新增负荷供电需求待满足、线路存在安全隐患、网架待完善。本发明从现有电网分析出发,通过对实际规划中的考虑因素进行了简化和抽象,同时借助各类电网计算结果,得到相应的规划项目自动生成方案,规划项目自动生成方案通过AUTO CAD平台进行实现,这对于配电网规划辅助决策的发展具有开创性的意义。
搜索关键词: 一种 解决 电网 诊断 题为 导向 配电网 自动 规划 方法
【主权项】:
1.一种以解决电网诊断问题为导向的配电网自动规划方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对现有电网中存在的典型问题进行分类,电网存在的典型问题分为线路问题、台区问题和其他问题,线路问题主要包括10kV线路过载、10kV线路重载、线路电压不合格、新增负荷供电需求待满足、线路存在安全隐患、网架待完善,台区问题主要包括配电变压器过载、配电变压器重载、台区电压不合格、新增负荷供电需求待满足、配电变压器存在安全隐患,其他问题主要包括设备或线路残旧待更换;S2:针对S1中所述的已经分类的典型问题,在实际规划工作中通常的一般性解决思路,结合具体问题情况,搜集有关数据,以对分类后的典型问题从不同角度进行一一分析和梳理;S3:基于S2中所述表1提出的解决思路,对最复杂和具有代表性的中压线路重过载问题、网架改善问题和配变重过载问题的解决方案生成进行详细介绍;S4:针对S3中提出的中压线路重过载问题,首先对中压线路重过载线路的负荷进行调整,根据配电网闭合设计开环运行的特点,当交流线路Li发生重过载,可通过对Li下游节点进行负荷下调解决,从调整的总量上应满足:Δp(Li)≥plack(Li)=p(Li)‑plimit(Li)   (1)其中,Δp(Li)为下游负荷调整总量,plack(Li)为Li的欠缺容量值,等于该线路实际有功潮流p(Li)与允许最大有功plimit(Li)的差值,对于重过载线路此指标非负;考虑安全约束及负荷的未来发展plimit(Li)在数值上可按照下式简化计算:plimit(Li)=αLpmax(Li)  (2)pmax(Li)为线路的额定最大载流量,αL为线路裕量修正系数,取值为[0,1];设参与负荷调整的备选节点集合为Q,对于任意节点Ni∈Q,应满足如下条件:(1)Ni有负荷配出且自身非配变节点:也即Ni应为负荷配出等效节点,从Ni可以配出多条线路连至配变,设Ni共连配变m个,分别挂接负荷Pload_k(k=1,2,…m),则Ni处等效负荷为:(2)Ni处于Li的下游:基于配电网辐射状运行的特点,同一馈线T上的节点间上下游关系可以通过比较节点到电源的距离disToS来确定,也即:若有disToS(Ni)>disToS(Nj),则Ni处于Nj下游;这里到达电源的距离disToS并非二者物理直线距离,而等于从电源沿潮流流动方向向下搜索所经线路段数;根据上述原则得到pi_lack和Q的基础上,则可将需改接的负荷总量集合Q所含节点间进行分配,此时又可采用两种不同的分配思路:(1)基于负荷分布均匀度的负荷调整方式指以负荷调整后馈线各节点间的负荷分布情况尽量均匀为指导原则对负荷进行调整,具体方式如下;a.计算下游负荷总量Psum及切负荷后单节点负荷参考值Pref,其中n为集合Q大小;b.若则从Q中剔除节点Nj;c.基于更新后的备选节点集合Q,再次利用式(4),(5)计算切负荷后的单点负荷参考值Pref';d.根据Pref'调整各节点负荷,使得各节点调整后的负荷值Pload(Ni)new满足:Pref'‑Pload(Ni)new≥0,且尽可能小;(2)基于负荷集中处理的负荷调整方式指从问题线路的下游节点集合中最靠近供电路径末端的负荷节点处开始调整,且每次都尽可能多的减少负荷,从而使得发生负荷调整的节点尽量集中在馈线末端;a.按照disToS值的大小对集合Q中的n个节点进行排序;b.从当前disToS值最大的节点Nifarest开始进行负荷调整,直至负荷调整总量超过plack(Li);以上原则为线路重过载后负荷的调整提供了基本参考,但在对单点负荷进行调整时,由于负荷调整的最小单元为单一配变,因而节点Ni不一定能够精准地按照计算所得的期望值Pref′进行调整应而是受制于所接各配变的负荷值;因此应补充考虑等效负荷节点的实际负荷构成情况,并根据节点实际调整量对下一待调整节点的参考值进行修正;S5:在确定负荷调整方案后,则应逐个确定相关负荷的接入位置,也即在满足一定约束条件的前提下搜索各负荷的接入节点,基于表1所示线路重/过载问题的一般解决思路,可将网络中的节点分为变电站节点和非变电站的节点两类,当改接负荷接入节点为变电站节点则对应新出线的问题解决思路,否则意味着采取由现有线路对重/过载线路负荷进行转接的方法,设配变节点Nk处的Pload_kMW负荷需被转接,R为备选可接入节点集合,则对于任意节点Wi∈R,应满足如下条件:(1)距离约束:考虑负荷应就近供电的原则,Nk与Wi间距离应满足:β·dist(Nk,Wi)≤Dmax   (6)式中,dist(Nk,Wi)表示计算两点的欧氏距离;β为距离修正系数,旨在体现实际走径对直线距离的影响;Dmax为负荷转接线路长度允许最大距离范围,其值可由规划人员决定;(2)接入馈线的负载能力约束:接入点Wi的供电路径上的所有线路段均有足够裕量承担转接负荷:min{‑plack(Li)|Li∈U}≥Pload_k   (7)U为Wi供电路径上的线路集合,‑plack(Li)亦保证了供电路径中不存在已重/过载线路;(3)配变/变电站容量约束:接入点Wi所在馈线Tj允许容量所带配变容量ATC(Tj)及该线路所属变电站的容量ASC(Tj)均充足,即:其中,为配变节点Nk的配变额定容量;ATC(Tj)max为Tj允许所带配变容量上限,此值由规划人员决定;为馈线Tj现已挂接配变的容量之和;式(9)中,ASC(Tj)rated为Tj所出线的变电站额定容量;为包含Tj在内的所有该变电站所出馈线现挂接负荷之和,pf为待转接负荷的功率因数;(4)出线间隔约束:特别的,当Wi为变电站节点时,还应保证相应变电站尚有可用间隔数以新出线路;S6:针对网架待改善问题,对于网络中的单辐射线路,一般考虑将其与其他单辐射线路建立联络形成单环网接线的改造方式,设有单辐射馈线TA和TB,若二者能够分别经末端环网点ENA和ENB形成单环网则需满足如下约束:(1)馈线负载能力约束:与负荷转接点确定时的负载能力校验方法一致,此处即指ENA和ENB供电路径容量分别能承担TB和TA的负荷总量;(2)变电站容量约束:与负荷转接点确定时对变电站容量校验的方法一致,此处即指TA和TB出线的变电站可用裕量分别大于TB和TA的负荷总量;(3)距离约束:在满足上述容量检验的基础上,期望TA和TB间的联络线长度尽可能短,也即环网点ENA和ENB间距离应满足规划人员允许的最大距离限制;除形成单环网接线以外,亦可采用新增一条备用线路与两条单辐射馈线共同构成两供一备的接线模式对单辐射馈线进行改造,解决方案生成的实质即为在一定约束条件下,搜索配出备用线的变电站节点NS,此时NS,TA和TB应满足:(1)负载匹配程度约束:由两供一备接线模式的结构特点可知,备用线的容量大小应能够满足单独转接其他两条单辐射线路中的任意一条的全部负荷的要求;因此从经济性出发,形成两供一备接线的两条单辐射馈线所带负荷量应尽可能接近,即:ε为馈线负荷量差异允许量限值,可由规划人员决定;(2)变电站容量及间隔约束:出备用线变电站应仍有可用出线间隔,且容量裕量足以承担其他两条馈线中的最大负荷,即:ASC(TS)≥max{Sload(TA),Sload(TB)}   (11)(3)距离约束:即两条单辐射馈线间及新建备用线路与两条单辐射馈线间距离之和尽可能短;S7:针对网架待改善问题,还可以对于网络中的首端环网接线进行改造,首先拆除原有无效联络,其次优先考虑仍利用原始两馈线形成正确的单环网接线的解决方案,当容量校验不通过时,则说明原有两条馈线不具备形成单环网的转供能力要求,进而考虑新建备用线路与其构成两供一备接线,并按照上文进行可行性校验,当以上两种校验均无法满足,则将原有两条馈线按照两条独立的单辐射馈线进行处理,此时首端环网问题被转化为单辐射馈线的改造问题;S8:针对S3中提出的配变重过载问题,通过将原有配变更换为大变压器和新增配变两种方式解决;因此,解决方案生成将主要包含如下两步:(1)新增/扩大配变容量确定首先按计算重/过载配变所需额外容量ΔST:式中Pload_T和pf分别为配变当前有功负荷及其功率因数;ST为配变额定运行容量;αT为变压器容量修正系数,用于体现负荷发展及实际运行约束对变压器可用最大容量的修正,取值为[0,1];其次,根据ΔST或ΔST+ST的大小,从相应规划技术指导原则的推荐配变型号中选择新增配变或更换大容量配变的型号;(2)配变接入位置确定在不考虑0.4kV低压线路建模的前提下,配变的布点问题即为确定配变所属网络中哪条10kV馈线的问题;基于就近供电的原则,应选择将新增或更换的变压器仍接至原配变接入点附近,仍归属原配变所在馈线,此外应对新增/更换配变后的原馈线可带配变容量约束进行校核;(3)若校核不通过,则新增/更换的配变需接入网络其他节点,问题本质转为将问题配变的部分负荷切改至他处供电;因而此时配变重/过载的问题的解决方案可以依据新增负荷供电问题的处理方法进行生成,等效新增负荷量即为ΔpT=ΔST·pf;S9:针对上述问题的严重性,对出问题设备的问题类型进行排序;S10:针对S9中已排序的问题依次与计算机进行结合,然后利用计算机来对实际规划中的考虑因素进行了简化和抽象,得到多套相应的规划项目自动生成方案;S11:S10中所述的多套规划项目自动生成方案分别利用C++技术在AUTO CAD平台上进行实现;S12:针对S11中所述的AUTO CAD平台所实现的多套规划自动生成方案进行经济成本估算;S13:针对S12中所述的所估算的经济成本,选出最优的规划项目自动生成方案。
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  • 2023-08-18 - 2023-10-27 - H02J3/00
  • 本发明公开一种基于配电网运行优化的产消者端对端交易方法及系统,属于电力系统配电网运行技术领域;交易方法包括:产消者进行用电负荷预测和发电功率预测,并确定产消者身份,上传给配电网运营商;配电网运营商依据产消者身份和配电网参数,计算每种可能组成交易的电气距离,并对应下发给相应的产消者;依据配电网运营商下发的电气距离,构建产销者运行目标函数并进行分布式协调优化,来制定购售电计划和P2P交易计划,再上传至配电网运营商;配电网运营商依据产消者上传的计划构建配电网运行目标函数并采用NBI法对多目标进行处理,再将计划下发给产消者,进行迭代修正,直至产消者和配电网运营商达到均衡解,并基于均衡解进行各种费用结算。
  • 一种基于图卷积网络模型的面向概率电力负荷预测方法-202311222388.5
  • 何州;裘一蕾;陈细平;宋小波;陈卫强;姚家渭 - 杭州半云科技有限公司
  • 2023-09-21 - 2023-10-27 - H02J3/00
  • 本发明公开了一种基于图卷积网络模型的面向概率电力负荷预测方法,利用具有双重卷积通道的网络模型分别处理不同的分解分量,全面地从负荷数据中捕捉到时序关联性信息,并得到时空特征矩阵。将时空特征矩阵与自适应邻接矩阵通过堆叠的图卷积网络,得到图卷积特征矩阵。最后将图卷积特征矩阵通过线性变换得到自注意力机制的QKV矩阵,然后执行自注意力机制得到自注意力特征矩阵,将自注意力特征矩阵与图卷积特征矩阵进行残差连接,然后进行归一化处理,得到预测负荷值矩阵。本发明能够同时从地理和语义两个层面来全面提取空间关联性信息,以丰富感受野进而捕捉多尺度增强的空间特征,从而得到更加准确的预测结果。
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