一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，包括有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、配電優(yōu)化計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊、參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)接口模塊、DA服務(wù)器及接口模塊和組態(tài)模塊。它通過(guò)自動(dòng)化信息處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)斷路器配置方案的優(yōu)化和配電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化，顯著提高電網(wǎng)供電可靠性、降低線路損耗。
【專利說(shuō)明】
一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及配電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行方式的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償器及一些附屬 設(shè)施等組成的，是電力網(wǎng)中起重要分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的 重要公共基礎(chǔ)設(shè)施。近年來(lái)，我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)投入不斷加大，配電網(wǎng)發(fā)展取得顯著成效，但 用電水平相對(duì)國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距，城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不平衡，供電質(zhì)量有待改善。配電網(wǎng)是 電網(wǎng)的末端部分，猶如人體的毛細(xì)血管，數(shù)量眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、損耗大。與此同時(shí)，配電網(wǎng)運(yùn) 行的可靠性和經(jīng)濟(jì)型直接關(guān)系到用電用戶的生活質(zhì)量和電網(wǎng)公司的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是提供一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，它通過(guò)自動(dòng)化信息處理平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)斷路器配置方案的優(yōu)化和配電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化，顯著提高電網(wǎng)供電可靠性、降低線 路損耗。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、配電優(yōu)化計(jì) 算模塊、實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊、參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)接口模塊、DA服務(wù)器及接口模塊和組態(tài)模 塊;組態(tài)模塊和參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊數(shù)據(jù)交互，參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊和實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)交互，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)分別與配電優(yōu)化計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊和DA服務(wù)器 及接口模塊數(shù)據(jù)交互。
[0005] 進(jìn)一步，參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)接口模塊，用于訪問(wèn)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)文件，包括 讀取與寫(xiě)入，并與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，建立數(shù)據(jù)。
[0006] 進(jìn)一步，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存，用于保存整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所需的參數(shù)和 實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù);建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)為優(yōu)化計(jì)算程序、實(shí)時(shí)查詢程序和外部數(shù)據(jù)接口 程序提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。
[0007] 進(jìn)一步，DA服務(wù)器及接口模塊，用于建立系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，接收配電SCADA系統(tǒng) 或者是SCADA系統(tǒng)傳送來(lái)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)包括有開(kāi)關(guān)狀 態(tài)、電源電壓和用戶負(fù)荷。
[0008] 進(jìn)一步，組態(tài)模塊，用于創(chuàng)建參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，管理系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，錄入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參 數(shù);所述管理系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括有增加、刪除、插入和修改操作;所述錄入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù) 包括有系統(tǒng)參數(shù)表、配電系統(tǒng)參數(shù)表、線路參數(shù)表、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)參數(shù)表、分段開(kāi)關(guān)參數(shù)表和負(fù) 載參數(shù)表。
[0009] 進(jìn)一步，實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊，用于實(shí)時(shí)查詢配電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)變量，手動(dòng)修改 或設(shè)定系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)變量。
[0010] 進(jìn)一步，配電優(yōu)化計(jì)算模塊，用于計(jì)算斷路器最佳配置方案，計(jì)算配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行 方式，計(jì)算子區(qū)域的供電可靠性。
[0011] 進(jìn)一步，所述計(jì)算斷路器最佳配置方案的具體算法如下：
[0012] P=Min(Cs+CL)
[0013]式中，Cs為斷路器開(kāi)關(guān)投資費(fèi)用模型，Cl為負(fù)荷點(diǎn)停電損失費(fèi)用計(jì)算模型；
[0015]式中：_為負(fù)荷點(diǎn)總數(shù);Tj為第j個(gè)負(fù)荷點(diǎn)有Tj種停電持續(xù)時(shí)間分類;EENStj為負(fù)荷 點(diǎn)j第t種停電持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的失電量;Cut為負(fù)荷點(diǎn)j第t種停電持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的單位停電 損失；
[0017]式中：M為開(kāi)關(guān)類型總數(shù)M為第j種開(kāi)關(guān)增裝的臺(tái)數(shù);Cs偽第j種開(kāi)關(guān)單臺(tái)投資現(xiàn) 值，即現(xiàn)值單價(jià);i為貼現(xiàn)率;匕為第j種開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用壽命；
[0018] 使P最小，完成配電網(wǎng)斷路器開(kāi)關(guān)的配置優(yōu)化。
[0019] 進(jìn)一步，所述計(jì)算配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行方式的具體步驟如下：
[0020] 1)建立單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)模型；
[0021] 2)針對(duì)配電網(wǎng)，建立由復(fù)雜配電網(wǎng)到單電源輻射狀配電網(wǎng)的分解算法；
[0022] 3)建立結(jié)合配電SCADA的單電源輻射狀配電網(wǎng)的潮流算法。；
[0023] 4)基于網(wǎng)損最小出發(fā)，進(jìn)一步考慮供電可靠性和安全性的前提下，計(jì)算出配電網(wǎng) 斷路器的最優(yōu)運(yùn)行組合方式。
[0024] 進(jìn)一步，步驟2)中所述分解算法的具體步驟如下：
[0025] 2-1)讀取多電源復(fù)雜配電網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)，將全部線路對(duì)象、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì) 象和分段開(kāi)關(guān)對(duì)象的方向識(shí)別標(biāo)志設(shè)置為假；
[0026] 2-2)以配電網(wǎng)中的電源數(shù)為循環(huán)變量，每一個(gè)電源對(duì)應(yīng)一個(gè)單電源輻射狀配電網(wǎng) 系統(tǒng)模型，并初始化當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型的狀態(tài)變量，狀態(tài)變量包括模型層數(shù)和各層的 母線數(shù)；
[0027] 2-3)讀取當(dāng)前電源的屬性參數(shù)，即所連接線路，并將線路的電源側(cè)搜索標(biāo)識(shí)修改 為真，計(jì)算所連接線路對(duì)應(yīng)的母線，該母線即當(dāng)前單電源系統(tǒng)的第一層母線，把第一層作為 當(dāng)前層；
[0028] 2-4)計(jì)算當(dāng)前層全部母線的全部屬性，包括輸入母線、全部輸出線路和全部負(fù)載 支路；
[0029] 2-5)判斷當(dāng)前層全部母線的全部輸出線路數(shù)是否為0;若為0,則結(jié)束對(duì)當(dāng)前電源 的計(jì)算，否則對(duì)母線層數(shù)變量加1，并將上一層全部母線的全部輸出線路數(shù)作為當(dāng)前層的母 線數(shù)；
[0030] 2-6)重復(fù)步驟2-4)和步驟2-5)，繼續(xù)計(jì)算當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型直到完成；
[0031] 2-7)將電源循環(huán)變量加1，重復(fù)步驟2-3)、步驟2-4)、步驟2-5)及步驟2-6)計(jì)算下 一個(gè)電源對(duì)應(yīng)的單電源輸射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)直到完成全部電源的計(jì)算；
[0032]步驟3)中所述潮流算法如下：
[0034] 式中，OutLineNum為某一母線的輸出支路數(shù);OutLoadNum為某一母線上負(fù)荷數(shù)； 為某一母線的功率輸入電、流；
[0036] 式中，RijQ是線路的電阻率，Lij是線路的長(zhǎng)度，Ptc^ilossOO是第k次迭代過(guò)程中的損 耗。，BusLayerNum為母線層數(shù)，BusNumuyerCi]是第i層的母線數(shù)。
[0037]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
[0038] (1)本發(fā)明基于Visual C++6.0語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，具有計(jì)算速度快和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性 強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，有利于在下一步研究中將程序功能進(jìn)行擴(kuò)展和深入；
[0039] (2)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)兼容Access和SQL Server系統(tǒng)，有利于依據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和成本需要 進(jìn)行合理選擇；
[0040] (3)將應(yīng)用功能和平臺(tái)功能進(jìn)行模塊化分離，建立整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)服務(wù)器平臺(tái)，便于 與其他系統(tǒng)建立一體化功能，方便接入電力系統(tǒng)配電SCADA和調(diào)度SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)；
[0041] (4)基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)視和手動(dòng)修改窗口便于調(diào)試；
[0042] (5)斷路器開(kāi)關(guān)配置算法科學(xué)、可靠，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值；
[0043] (6)由最優(yōu)運(yùn)行計(jì)算算法得出最優(yōu)運(yùn)行方案科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)；
[0044] (7)建立的最優(yōu)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)兼顧了電網(wǎng)運(yùn)行可靠性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性，具有較強(qiáng) 的應(yīng)用價(jià)值。
[0045] 本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并 且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可 以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要 求書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0046]本發(fā)明的【附圖說(shuō)明】如下。
[0047] 圖1為單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖2為全部母線層及每層的全部母線之間的關(guān)系圖；
[0049] 圖3為分解算法的流程示意圖；
[0050] 圖4為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0052] 一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)的操作界面包括有數(shù)據(jù)維護(hù)與管理界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢 與手動(dòng)修改界面和配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化與配置優(yōu)化計(jì)算界面。
[0053]數(shù)據(jù)維護(hù)與管理界面是是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要處理配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是建立 配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置和配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行方式計(jì)算的基礎(chǔ)。整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè) 表構(gòu)成：系統(tǒng)參數(shù)表、配電子系統(tǒng)參數(shù)表、線路參數(shù)表、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)參數(shù)表、分段開(kāi)關(guān)參數(shù)表、 電源參數(shù)表和負(fù)荷參數(shù)表，此外，還有開(kāi)關(guān)類型表等。
[0054] 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢與手動(dòng)修改界面，在計(jì)算系統(tǒng)潮流過(guò)程中，需要用到來(lái)自配電SCADA 或者是調(diào)度SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。該子系統(tǒng)的功能就是實(shí)時(shí)監(jiān)視實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的正確性，在不 能收到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)手動(dòng)修改實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以完成最優(yōu)運(yùn)行方式的計(jì)算。
[0055] 配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化與配置優(yōu)化計(jì)算界面，包括配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)識(shí)別子界面、配電網(wǎng)潮流 計(jì)算子界面、斷路器優(yōu)化配置子界面和最優(yōu)運(yùn)行方案計(jì)算子界面。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)識(shí)別子界面， 以配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合由配電SCADA系統(tǒng)傳送來(lái)的斷路器實(shí)時(shí)狀態(tài)計(jì) 算配電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，或依據(jù)給定開(kāi)關(guān)狀態(tài)向量實(shí)時(shí)配置系統(tǒng)，該功能是潮流計(jì)算的前提。 配電網(wǎng)潮流計(jì)算子界面，根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)識(shí)別算法計(jì)算出的模型，計(jì)算配電子系統(tǒng)中潮流 分布和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，并與最優(yōu)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行比較。斷路器優(yōu)化配置子界面，在拓?fù)渥R(shí)別、 潮流計(jì)算和維護(hù)成本計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算出最優(yōu)的斷路器配置方案。最優(yōu)運(yùn)行方案計(jì)算子 界面，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別和潮流計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)向量的取值計(jì)算每種狀態(tài) 向量下的指標(biāo)值，并依據(jù)指標(biāo)值來(lái)比較計(jì)算出最優(yōu)運(yùn)行方案。
[0056] 圖1為單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，復(fù)雜配電網(wǎng)系統(tǒng)潮流計(jì)算的基 本思想是將復(fù)雜配電網(wǎng)分解為若干個(gè)單電源配電網(wǎng)子系統(tǒng)進(jìn)行，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總損耗等于全 部單電源子系統(tǒng)的損耗之和。因此，建立單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)的模型是計(jì)算系統(tǒng)損耗 的基礎(chǔ)，也是采用前推回代法計(jì)算單電源配電子系統(tǒng)潮流的前提條件。
[0057]由于C++語(yǔ)言具有計(jì)算效率高，適合于實(shí)時(shí)計(jì)算，以母線節(jié)點(diǎn)為核心，建立用C++語(yǔ) 言表示的對(duì)象模型有利于整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和計(jì)算。整個(gè)系統(tǒng)全部母線層及每層的全部母線 之間的關(guān)系可以歸納為圖2。圖2中，每一個(gè)母線對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為： Lypcdcf struct _BusModcI_ {WORD BusNo; M本母線編號(hào) WORD LaBusBus; | 卜七:母線編 4 WORD InLincNo: I |輸入線路編號(hào)
[005g] WORD OutLincNum； | 輸出線路數(shù) WORD OulLinc[MaxNunl]: | | 輸出線路對(duì)象 WORD OutLoadNum; :|| 所連負(fù)載數(shù)； WOR[)()iULoad[MaxNum]; j| 所連負(fù)載對(duì)象； ^BusModei;
[0059]如圖3所示，步驟2)中所述分解算法的具體步驟如下：
[0060] 2-1)讀取多電源復(fù)雜配電網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)，將全部線路對(duì)象、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì) 象和分段開(kāi)關(guān)對(duì)象的方向識(shí)別標(biāo)志設(shè)置為假；
[0061] 2-2)以配電網(wǎng)中的電源數(shù)為循環(huán)變量，每一個(gè)電源對(duì)應(yīng)一個(gè)單電源輻射狀配電網(wǎng) 系統(tǒng)模型，并初始化當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型的狀態(tài)變量，狀態(tài)變量包括模型層數(shù)和各層的 母線數(shù)；
[0062] 2-3)讀取當(dāng)前電源的屬性參數(shù)，即所連接線路，并將線路的電源側(cè)搜索標(biāo)識(shí)修改 為真，計(jì)算所連接線路對(duì)應(yīng)的母線，該母線即當(dāng)前單電源系統(tǒng)的第一層母線，把第一層作為 當(dāng)前層；
[0063] 2-4)計(jì)算當(dāng)前層全部母線的全部屬性，包括輸入母線、全部輸出線路和全部負(fù)載 支路；
[0064] 2-5)判斷當(dāng)前層全部母線的全部輸出線路數(shù)是否為0;若為0,則結(jié)束對(duì)當(dāng)前電源 的計(jì)算，否則對(duì)母線層數(shù)變量加1，并將上一層全部母線的全部輸出線路數(shù)作為當(dāng)前層的母 線數(shù)；
[0065] 2-6)重復(fù)步驟2-4)和步驟2-5)，繼續(xù)計(jì)算當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型直到完成；
[0066] 2-7)將電源循環(huán)變量加1，重復(fù)步驟2-3)、步驟2-4)、步驟2-5)及步驟2-6)計(jì)算下 一個(gè)電源對(duì)應(yīng)的單電源輸射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)直到完成全部電源的計(jì)算；
[0067] 實(shí)施例：
[0068] 本發(fā)明在某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用，某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)由A變電站和B變 電站供電，中間連接有分支箱。根據(jù)本項(xiàng)目所研制軟件系統(tǒng)的使用方法，首先歸納出某開(kāi)閉 所配電網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型，包括2個(gè)電源、13條線路、1個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、6個(gè)分段開(kāi)關(guān)、12個(gè)節(jié)點(diǎn) 和17個(gè)負(fù)載。表1顯示的是某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)所轄的負(fù)載。
[0069] 表1某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)所轄負(fù)荷表

[0072] 表2為某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)所轄的配電線路及其長(zhǎng)度。其中，長(zhǎng)度為0的線路是為 滿足拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型需要而增加的虛擬線路。
[0073] 表2某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)所轄線路表

[0076]在滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的前提下，某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)存在三種典型的供電模 式，如表3所示。
[0077]表3某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)供電模式表
[0079]本發(fā)明分別在全部負(fù)載處于額定值狀態(tài)和母線I處于輕載且母線II處于額定狀態(tài) 的2種負(fù)荷模式下計(jì)算某開(kāi)閉所配電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行模式，并比較分析運(yùn)行結(jié)果。
[0080] (一）、在額定負(fù)荷狀態(tài)下
[0081] 分別在模式一、二和三下運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損計(jì)算，結(jié)果如表4所示：
[0082] 表4某開(kāi)閉所在額定負(fù)載下各供電模式對(duì)應(yīng)網(wǎng)損表
[0084]由表4可見(jiàn)，在額定負(fù)載工況下，模式1對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損是最小的，因此本文計(jì)算出的配 電網(wǎng)運(yùn)行方式是最優(yōu)的，網(wǎng)損最小。如果運(yùn)行在其它兩種模式，網(wǎng)損將分別增大330.6kW和 42.7kW。
[0085](二）、母線I處于輕載，母線II處于額定值
[0086] 當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，假設(shè)某一時(shí)刻全部負(fù)荷的實(shí)際值如表5所示
[0087] 表5某開(kāi)閉所系統(tǒng)某一變化時(shí)刻預(yù)報(bào)負(fù)荷表(母線I輕載）

[0089] ~將全部負(fù)載的實(shí)際功率設(shè)定為表5給定的工況值，計(jì)算最優(yōu)運(yùn)行模式，優(yōu)化運(yùn)行方 式是:斷開(kāi)602開(kāi)關(guān)，合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和其它5個(gè)分段開(kāi)關(guān)。同時(shí)，分別設(shè)置表3所列全部供電模 式并計(jì)算相應(yīng)的網(wǎng)損。在母線I輕載負(fù)荷狀態(tài)下，模式一下運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損計(jì)算;在母線I 輕載負(fù)荷狀態(tài)下，模式二下運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損計(jì)算;在母線I輕載負(fù)荷狀態(tài)下，模式三下運(yùn) 行時(shí)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損計(jì)算。
[0090] 歸納以上三種供電模式對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，如表6所示。
[0091]表6某變電所的在母線I輕載工況下供電模式表
[0093] 可見(jiàn)，在母線I輕載、母線II處于額定值工況下，計(jì)算出的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的網(wǎng)損是 所有可能模式下網(wǎng)損的最小值，因此此時(shí)模式3是最優(yōu)的運(yùn)行方式。如果依據(jù)經(jīng)驗(yàn)將系統(tǒng)運(yùn) 行在模式1，則網(wǎng)損將增大103.5kW。
[0094] 從上面的分析中可以看出：本發(fā)明研制的配電網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)能夠依據(jù)負(fù)荷的實(shí)時(shí)變 化給出配電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行模式，網(wǎng)損最小，從而提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
[0095] 最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、配電優(yōu)化計(jì)算 模塊、實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊、參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)接口模塊、DA服務(wù)器及接口模塊和組態(tài)模塊； 組態(tài)模塊和參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊數(shù)據(jù)交互，參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)庫(kù)接口模塊和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫(kù)數(shù)據(jù)交互，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)分別與配電優(yōu)化計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊和DA服務(wù)器及接 口模塊數(shù)據(jù)交互。2. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)接口模塊， 用于訪問(wèn)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)文件，包括讀取與寫(xiě)入，并與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互， 建立數(shù)據(jù)。3. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫(kù)內(nèi)存，用于保存整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行所需的參數(shù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù);建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，同時(shí)為 優(yōu)化計(jì)算程序、實(shí)時(shí)查詢程序和外部數(shù)據(jù)接口程序提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。4. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:DA服務(wù)器及接口模塊，用于 建立系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，接收配電SCADA系統(tǒng)或者是SCADA系統(tǒng)傳送來(lái)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù) 據(jù)，所述配電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)包括有開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電源電壓和用戶負(fù)荷。5. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:組態(tài)模塊，用于創(chuàng)建參數(shù)數(shù) 據(jù)庫(kù)，管理系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，錄入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù);所述管理系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)包括有增加、刪 除、插入和修改操作;所述錄入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)包括有系統(tǒng)參數(shù)表、配電系統(tǒng)參數(shù)表、線路參 數(shù)表、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)參數(shù)表、分段開(kāi)關(guān)參數(shù)表和負(fù)載參數(shù)表。6. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:實(shí)時(shí)查詢與設(shè)定模塊，用于 實(shí)時(shí)查詢配電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)變量，手動(dòng)修改或設(shè)定系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)變量。7. 如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:配電優(yōu)化計(jì)算模塊，用于計(jì) 算斷路器最佳配置方案，計(jì)算配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行方式，計(jì)算子區(qū)域的供電可靠性。8. 如權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算斷路器最佳配置方 案的具體算法如下： P=Min(Cs+CL) 式中，Cs為斷路器開(kāi)關(guān)投資費(fèi)用模型，α為負(fù)荷點(diǎn)停電損失費(fèi)用計(jì)算模型；式中：nLP為負(fù)荷點(diǎn)總數(shù);Tj為第j個(gè)負(fù)荷點(diǎn)有Tj種停電持續(xù)時(shí)間分類;EENStj為負(fù)荷點(diǎn)j第 t種停電持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的失電量;CUt為負(fù)荷點(diǎn)j第t種停電持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的單位停電損失；式中:Μ為開(kāi)關(guān)類型總數(shù);N」為第j種開(kāi)關(guān)增裝的臺(tái)數(shù);(?為第j種開(kāi)關(guān)單臺(tái)投資現(xiàn)值，即 現(xiàn)值單價(jià);i為貼現(xiàn)率;匕為第j種開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用壽命； 使P最小，完成配電網(wǎng)斷路器開(kāi)關(guān)的配置優(yōu)化。9. 如權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算配電網(wǎng)最優(yōu)運(yùn)行方 式的具體步驟如下： 1) 建立單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)模型； 2) 針對(duì)配電網(wǎng)，建立由復(fù)雜配電網(wǎng)到單電源輻射狀配電網(wǎng)的分解算法； 3) 建立結(jié)合配電SCADA的單電源輻射狀配電網(wǎng)的潮流算法^; 4) 基于網(wǎng)損最小出發(fā)，進(jìn)一步考慮供電可靠性和安全性的前提下，計(jì)算出配電網(wǎng)斷路 器的最優(yōu)運(yùn)行組合方式。10.如權(quán)利要求9所述的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，步驟2)中所述分解算法的 具體步驟如下： 2-1)讀取多電源復(fù)雜配電網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)，將全部線路對(duì)象、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì)象和 分段開(kāi)關(guān)對(duì)象的方向識(shí)別標(biāo)志設(shè)置為假； 2-2)以配電網(wǎng)中的電源數(shù)為循環(huán)變量，每一個(gè)電源對(duì)應(yīng)一個(gè)單電源輻射狀配電網(wǎng)系統(tǒng) 模型，并初始化當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型的狀態(tài)變量，狀態(tài)變量包括模型層數(shù)和各層的母線 數(shù)； 2-3)讀取當(dāng)前電源的屬性參數(shù)，即所連接線路，并將線路的電源側(cè)搜索標(biāo)識(shí)修改為真， 計(jì)算所連接線路對(duì)應(yīng)的母線，該母線即當(dāng)前單電源系統(tǒng)的第一層母線，把第一層作為當(dāng)前 層； 2-4)計(jì)算當(dāng)前層全部母線的全部屬性，包括輸入母線、全部輸出線路和全部負(fù)載支路； 2-5)判斷當(dāng)前層全部母線的全部輸出線路數(shù)是否為0;若為0,則結(jié)束對(duì)當(dāng)前電源的計(jì) 算，否則對(duì)母線層數(shù)變量加1，并將上一層全部母線的全部輸出線路數(shù)作為當(dāng)前層的母線 數(shù)； 2-6)重復(fù)步驟2-4)和步驟2-5)，繼續(xù)計(jì)算當(dāng)前單電源配電網(wǎng)模型直到完成； 2-7)將電源循環(huán)變量加1，重復(fù)步驟2-3)、步驟2-4)、步驟2-5)及步驟2-6)計(jì)算下一個(gè) 電源對(duì)應(yīng)的單電源輸射狀配電網(wǎng)系統(tǒng)直到完成全部電源的計(jì)算； 步驟3)中所述潮流算法如下：式中，OutLineNum為某一母線的輸出支路數(shù);OutLoadNum為某一母線上負(fù)荷數(shù)； 為某一母線的功率輸入電流；式中，Rij〇是線路的電阻率，Lij是線路的長(zhǎng)度，Ptc^ilossOO是第k次迭代過(guò)程中的損耗 BusLayerNum為母線層數(shù)，BusNumuyerti]是第i層的母線數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK105958472SQ201610254733
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】宮林, 胡曉銳, 周李, 劉育明, 向菲
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司