專利名稱：一種新型的變電站布點(diǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃領(lǐng)域，具體涉及一種新型的變電站布點(diǎn)方法。
背景技術(shù)：
變電站布點(diǎn)規(guī)劃是指以城市變電站現(xiàn)狀和未來負(fù)荷增長情況為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的變電站新建和改造計(jì)劃，在盡可能滿足未來用戶容量和供電可靠性的情況下，以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為指標(biāo)，在滿足容載比要求的前提下，選擇最優(yōu)或次優(yōu)變電站組合方案作為規(guī)劃改造方案，使得電力公司及其相關(guān)部門獲得最大利益的過程。在傳統(tǒng)的變電站布點(diǎn)規(guī)劃工作中，變電站的位置需要通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算確定出目標(biāo)年的負(fù)荷量，同時(shí)考慮原有變電站的布局，經(jīng)過大量的人工分析比較最終確定所需投建變電站站址，這種規(guī)劃方法對(duì)規(guī)劃人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求很高，工作量大、工期長，而且人為因素影響大，不系統(tǒng)、科學(xué)。因此，將優(yōu)化理論引入到變電站規(guī)劃中，并通過計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行站址規(guī)劃計(jì)算就變得非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了 一種新型的變電站布點(diǎn)方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種新型的變電站布點(diǎn)方法，包括以下步驟:(I)根據(jù)規(guī)劃區(qū)水平年負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷P以及規(guī)劃區(qū)對(duì)變電站容載比r的要求，確定出水平年規(guī)劃區(qū)所需變電站總?cè)萘縎 ;然后根據(jù)已有變電站總?cè)萘縎y以及變電站的增容情況確定出所需投建變電站的總?cè)萘縎x ；(2)在確定了規(guī)劃水平年新建變電總?cè)萘恐?，根?jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T對(duì)于飽和年變電站總?cè)萘拷M成要求，同時(shí)考慮負(fù)荷空間分布的不均衡所導(dǎo)致的變電站所帶負(fù)荷不均衡，確定所需投建變電站個(gè)數(shù)η;(3)根據(jù)步驟(I)和步驟(2)的參數(shù)、變電站的投資、饋線的投資、變電站的運(yùn)行費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用、變電站的供電范圍，以變電站負(fù)荷低于其規(guī)定最大負(fù)載為約束條件，以最小投資和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建變電站的適應(yīng)度函數(shù)；(4)為待建變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量構(gòu)建解空間；(5)利用DE算法對(duì)變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量進(jìn)行求解，并輸出變電站坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)的變電站的容量及所帶負(fù)荷情況；(6)對(duì)落在了不可建站區(qū)域內(nèi)的邊界站點(diǎn)，通過對(duì)該站址坐標(biāo)方向添加一變步長移動(dòng)向量改變其站點(diǎn)位置，使其落在可建站區(qū)域內(nèi)；(7)根據(jù)步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變電站的布置。所述的步驟(I)中計(jì)算所需的變電站總?cè)萘縎的方法具體如下:首先根據(jù)規(guī)劃區(qū)水平年負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷P以及規(guī)劃區(qū)對(duì)變電站容載比r的要求，確定出水平年規(guī)劃區(qū)所需變電站總?cè)萘縎:
S = P.r(I)然后根據(jù)已有變電站總?cè)萘縎y，以及變電站的增容情況確定出所需投建變電站的總?cè)萘縎x:
權(quán)利要求
1.一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據(jù)規(guī)劃區(qū)水平年負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷P以及規(guī)劃區(qū)對(duì)變電站容載比r的要求，確定出水平年規(guī)劃區(qū)所需變電站總?cè)萘縎 ;然后根據(jù)已有變電站總?cè)萘縎y以及變電站的增容情況確定出所需投建變電站的總?cè)萘縎x ； (2)在確定了規(guī)劃水平年新建變電總?cè)萘恐?，根?jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T對(duì)于飽和年變電站總?cè)萘拷M成要求，同時(shí)考慮負(fù)荷空間分布的不均衡所導(dǎo)致的變電站所帶負(fù)荷不均衡，確定所需投建變電站個(gè)數(shù)η; (3)根據(jù)步驟(I)和步驟(2)的參數(shù)、變電站的投資、饋線的投資、變電站的運(yùn)行費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用、變電站的供電范圍，以變電站負(fù)荷低于其規(guī)定最大負(fù)載為約束條件，以最小投資和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建變電站的適應(yīng)度函數(shù)； (4)為待建變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量構(gòu)建解空間； (5)利用DE算法對(duì)變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量進(jìn)行求解，并輸出變電站坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)的變電站的容量及所帶負(fù)荷情況； (6)對(duì)落在了不 能建站區(qū)域內(nèi)的邊界站點(diǎn)，通過對(duì)該站址坐標(biāo)方向添加一變步長移動(dòng)向量改變其站點(diǎn)位置，使其落在能建站區(qū)域內(nèi)； (7)根據(jù)步驟(5)和步驟(6)的結(jié)果在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)進(jìn)行變電站的布置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(I)中計(jì)算所需的變電站總?cè)萘縎的方法具體如下: 首先根據(jù)規(guī)劃區(qū)水平年負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷P以及規(guī)劃區(qū)對(duì)變電站容載比r的要求，確定出水平年規(guī)劃區(qū)所需變電站總?cè)萘縎: S = P.r(I) 然后根據(jù)已有變電站總?cè)萘縎y，以及變電站的增容情況確定出所需投建變電站的總?cè)萘縎x: m ^ =s-.v,.-Vy Z=I Sz:第Z個(gè)已有變電站在規(guī)劃水平年所增容量； m:已有變電站個(gè)數(shù)； r:變電站容載比，取1.8 2.3之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:所述的步驟(2)所述的確定所需投建變電站的個(gè)數(shù)η的方法如下:根據(jù)負(fù)荷空間分布的不均衡所導(dǎo)致的變電站所帶負(fù)荷不均衡，本來確定所需投建變電站個(gè)數(shù)，具體公式如下: n = a [Sx/(3X50)](3) η:所需投建變電站個(gè)數(shù)； [.]:為取整處理； α:為冗余因子,一般取1.(Tl.4。
4.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:步驟(3)所述的適應(yīng)度函數(shù)如下: / = C1 +C2 + C3 +C4 +L) ++)⑷ J=Jirii=l J=Ji約束條件:
5.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:步驟(4)所述的為待建變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量構(gòu)建解空間如下:
6.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:步驟(5)中詳細(xì)的求解步驟如下: 步驟5-1:初始化DE算法參數(shù)，參數(shù)包括:變量維數(shù)d，種群數(shù)量η、最大迭代次數(shù)k、交叉因子和變異因子，根據(jù)規(guī)劃區(qū)域變電站可選容量及總的負(fù)荷量和容載比確定變電站數(shù)量的變化區(qū)間； 步驟5-2:隨機(jī)初始化DE算法種群中個(gè)體的位置，即每個(gè)變電站的落點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)；步驟5-3:根據(jù)地理信息，判斷變電站落點(diǎn)的可行性，若不可行，則把落點(diǎn)在不可行區(qū)域內(nèi)的個(gè)體按照就近原則重新給定位置；若可行，跳到步驟(5-4)； 步驟5-4:判斷是否滿足終止條件，滿足，則輸出結(jié)果；不滿足跳到步驟5-5 ； 步驟5-5:對(duì)種群中的所有個(gè)體，根據(jù)變異因子進(jìn)行變異操作； 步驟5-6:對(duì)種群中的所有個(gè)體，根據(jù)交叉因子進(jìn)行變交叉操作； 步驟5-7:對(duì)變異及交叉后的種群，根據(jù)個(gè)體的位置，判斷變電站落點(diǎn)的可行性并且把落點(diǎn)在不可行區(qū)域內(nèi)的個(gè)體按照就近原則重新給定位置； 步驟5-8:由就近原則把負(fù)荷分配到各個(gè)變電站，再由變電站所帶負(fù)荷的大小來確定其容量，再由變電站的容量、位置以及地理信息各方面的因素，用公式(4)計(jì)算每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，并找出全局極值點(diǎn)，即變電站坐標(biāo)； 步驟5-9:判斷DE算法是否收斂，如果收斂，執(zhí)行步驟5-10，否則轉(zhuǎn)向步驟5-5 ； 步驟5-10:輸出變電站坐標(biāo)及對(duì)應(yīng)的變電站的容量及所帶負(fù)荷情況，搜索結(jié)束。
7.如權(quán)利要求1所述的一種新型的變電站布點(diǎn)方法，其特征在于:步驟(6)所述的邊界處理過程如下: 在候選向量的合成過程中，當(dāng)計(jì)算出的矢量分量也就是變電站的落點(diǎn)坐標(biāo)不在能建站區(qū)域中，即當(dāng)某一站點(diǎn)位置落在整個(gè)規(guī)劃區(qū)域以外時(shí)，對(duì)該站點(diǎn)的位置坐標(biāo)(X，y)進(jìn)行重新賦值即可；當(dāng)站點(diǎn)落在了不可建站區(qū)域內(nèi)時(shí)，通過對(duì)該站址X，y坐標(biāo)方向添加一變步長移動(dòng)向量d改變其站點(diǎn)位置，如果移動(dòng)后站點(diǎn)仍在不可建站區(qū)域內(nèi)，則對(duì)該站點(diǎn)坐標(biāo)再次添加移動(dòng)向量d ；d的取值如下: d = a+a*rand(13) a為一移動(dòng)固定值，這里取200 ； rand為O到I內(nèi) 一隨機(jī)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的變電站布點(diǎn)方法，包括步驟(1)以最小投資和運(yùn)行費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，采用外點(diǎn)法構(gòu)建變電站的適應(yīng)度函數(shù)；(2)根據(jù)規(guī)劃區(qū)水平年負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷P以及規(guī)劃區(qū)對(duì)變電站容載比r的要求，確定出水平年規(guī)劃區(qū)所需變電站總?cè)萘縎；(3)在確定了規(guī)劃水平年新建變電總?cè)萘恐?，根?jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T對(duì)于飽和年變電站總?cè)萘拷M成要求；(4)為待建變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量構(gòu)建解空間；(5)利用DE算法對(duì)變電站站址的橫縱坐標(biāo)以及容量進(jìn)行求解，并輸出結(jié)果；(6)對(duì)落在了不可建站區(qū)域內(nèi)的邊界站點(diǎn)，通過對(duì)該站址坐標(biāo)方向添加一變步長移動(dòng)向量改變其站點(diǎn)位置，使其落在可建站區(qū)域內(nèi)。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK103116812SQ20131005463
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者楊洪欽, 唐文左, 崔榮, 李自若 申請(qǐng)人:重慶市電力公司電力科學(xué)研究院