[發(fā)明專利]一種用于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)綜合節(jié)能降損技術(shù)的優(yōu)化決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010596243.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102097805A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志盛;徐韜;白云慶;魏志連;喻強(qiáng);徐真;王戰(zhàn)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶電力科學(xué)試驗(yàn)研究院;中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/06;H02J3/12;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種用于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)綜合節(jié)能降損技術(shù)的優(yōu)化決策方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)目標(biāo)配電網(wǎng)進(jìn)行電網(wǎng)建模、潮流計(jì)算、線損計(jì)算及規(guī)則分析、優(yōu)化計(jì)算，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)節(jié)能降損的綜合改造，減少不同節(jié)能降損技術(shù)之間的相互影響，包括以下步驟：

1)、對(duì)目標(biāo)配電網(wǎng)進(jìn)行電網(wǎng)建模，錄入相應(yīng)設(shè)備參數(shù)和典型日或典型月的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定實(shí)施改造的配電網(wǎng)原始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

2)、基于目標(biāo)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇當(dāng)前配電網(wǎng)幾個(gè)典型日的典型負(fù)荷以及典型日和典型負(fù)荷對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方式，進(jìn)行潮流計(jì)算，分析當(dāng)前場(chǎng)景的線損情況，包括理論線損計(jì)算分析和統(tǒng)計(jì)線損的計(jì)算分析；

3)、依據(jù)潮流計(jì)算的結(jié)果，以及必要的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的配電網(wǎng)節(jié)能降損技術(shù)特點(diǎn)，并考慮到新技術(shù)推廣要求，進(jìn)行專家規(guī)則篩選，將篩選出的可改造設(shè)備再進(jìn)行人機(jī)交互審核，確定參與優(yōu)化的待改造設(shè)備；

4)、將待改造設(shè)備進(jìn)行各種方案的組合，生成備選方案，同時(shí)計(jì)算各個(gè)備選方案的成本及收益、風(fēng)險(xiǎn)值；

5)、通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)管理及投資改造約束，進(jìn)行所有備選方案的優(yōu)化計(jì)算，對(duì)綜合節(jié)能優(yōu)化方案進(jìn)行求解，得到滿足目標(biāo)及約束的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)綜合節(jié)能降損優(yōu)化決策方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述城鄉(xiāng)配電網(wǎng)綜合節(jié)能降損優(yōu)化決策方法，其特征在于：

1)、對(duì)目標(biāo)配電網(wǎng)進(jìn)行電網(wǎng)建模，錄入相應(yīng)設(shè)備參數(shù)和典型日或典型月的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定實(shí)施改造的配電網(wǎng)原始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述目標(biāo)配電網(wǎng)包括城鄉(xiāng)配電網(wǎng)高、中、低壓配電網(wǎng)，其中高壓配電網(wǎng)包括220kV和110kV輸電網(wǎng)，110kV變電站，變電站內(nèi)三繞組變壓器和兩繞組變壓器；中壓配電網(wǎng)包括10kV饋線，配電變壓器，配變無(wú)功補(bǔ)償，線路無(wú)功補(bǔ)償，線路調(diào)壓器；低壓配電網(wǎng)包括供電臺(tái)區(qū)，表箱，機(jī)械式或電子式電表，低壓線路；其中電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)包括能量管理系統(tǒng)EMS、電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)TMR、營(yíng)銷系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、配電SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))，以及人工輸入的數(shù)據(jù)；

2)、所述理論線損計(jì)算分析和統(tǒng)計(jì)線損的計(jì)算分析，包括：

統(tǒng)計(jì)線損：集成用戶現(xiàn)有系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)分析用戶電網(wǎng)的實(shí)際損耗數(shù)據(jù)；

理論線損計(jì)算分析：依據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)際損耗模型及數(shù)據(jù)指標(biāo)庫(kù)，設(shè)定負(fù)荷隨著時(shí)間變化的特征，計(jì)算各子網(wǎng)及全網(wǎng)的損耗數(shù)據(jù)，所述實(shí)際損耗模型包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)、電源和負(fù)荷參數(shù)；

管理線損的計(jì)算分析：根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)線損值和理論線損值來(lái)得到管理線損的數(shù)據(jù)；

損耗分解模型：精細(xì)化分析，得出損耗分布，包括按照公司分布、區(qū)域分布和電壓等級(jí)分布、設(shè)備分布；

3)、依據(jù)潮流計(jì)算的結(jié)果，以及必要的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和補(bǔ)充數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的配電網(wǎng)節(jié)能降損技術(shù)的特點(diǎn)并考慮到新技術(shù)推廣的要求，進(jìn)行專家規(guī)則分析，將篩選出的可改造設(shè)備再進(jìn)行人機(jī)交互審核，確定參與優(yōu)化的待改造設(shè)備；其中配電網(wǎng)節(jié)能降損技術(shù)專家規(guī)則包括線路改造、變壓器改造、無(wú)功補(bǔ)償改造、負(fù)荷分布改造、諧波治理、新技術(shù)推廣、表計(jì)更換等；其中新技術(shù)推廣包含非晶合金變壓器、單相變壓器和線路調(diào)壓器；基礎(chǔ)業(yè)務(wù)參數(shù)，包括各設(shè)備成本數(shù)據(jù)，年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，是否啟用該設(shè)備類型；補(bǔ)充數(shù)據(jù)包括，某些設(shè)備為高危設(shè)備；

4)、將待改造設(shè)備進(jìn)行各種方案的組合，生成備選方案，同時(shí)計(jì)算各個(gè)備選方案的成本及收益、風(fēng)險(xiǎn)值；

5)、通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)管理及投資改造約束，進(jìn)行所有備選方案的優(yōu)化計(jì)算，對(duì)綜合節(jié)能優(yōu)化方案進(jìn)行求解，得到滿足目標(biāo)及約束的城鄉(xiāng)配電網(wǎng)綜合節(jié)能降損優(yōu)化決策方案：

①目標(biāo)及約束管理

a)目標(biāo)管理

目標(biāo)管理設(shè)定節(jié)能降損所需達(dá)到的目標(biāo)，包括線損降損目標(biāo)，成本控制目標(biāo)以及風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)，所有目標(biāo)可設(shè)置優(yōu)先級(jí)，并設(shè)定一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)；

b)投資改造使用范圍的約束

對(duì)于節(jié)能降損措施的限制約束包括不同節(jié)能降損措施的適用范圍約束；對(duì)于改造范圍、規(guī)模的限制約束包括對(duì)于某些區(qū)域，不準(zhǔn)進(jìn)行投資改造、對(duì)于某類手段措施的采用限制在某種范圍、規(guī)模之內(nèi)以及對(duì)于某些手段在某些區(qū)域必須采用；

②綜合節(jié)能優(yōu)化方案的求解

當(dāng)目標(biāo)及約束設(shè)定完成之后，進(jìn)行綜合節(jié)能優(yōu)化方案的求解，當(dāng)優(yōu)化求解并未求得解時(shí)，通過(guò)結(jié)果查看影響該結(jié)果的條件約束，通過(guò)松弛約束條件再求解；當(dāng)對(duì)于解不滿意時(shí)，通過(guò)結(jié)果查看影響該結(jié)果的目標(biāo)和條件約束，修改相關(guān)的目標(biāo)或者約束重新計(jì)算；通過(guò)優(yōu)化計(jì)算獲得一系列節(jié)能降損措施后，可以根據(jù)具體情況，手工調(diào)整某項(xiàng)節(jié)能措施，調(diào)整之后可以再驗(yàn)證計(jì)算是否滿足設(shè)定的目標(biāo)及約束；

③數(shù)學(xué)模型建立

a)目標(biāo)函數(shù)

Objective＝Max(W₁P₁-W₂P₂-W₃P₃)

其中：

W₁，W₂，W₃是優(yōu)化的權(quán)重，作為參數(shù)可調(diào)，一般為默認(rèn)值

P1=TotalLoss Re duction=Σs∈SolutionsdvSolutions*slr;]]>

P2=TotalCost=Σs∈SolutionsdvSolutions*(src+smc);]]>

P3=TotalRisk=Σs∈SolutionsdvSolutions*(sr);]]>

b)約束

對(duì)于所有的饋線都必須選擇一套改造方案：

Σs∈SsndvSolutions=1;∀sn∈Subnets]]>

所采用的改造方案的總成本必須小于最大資金成本：

Σs∈SolutionsdvSolutions*src≤MaxCost;]]>

所采用的改造方案的總體降損不得小于最小降損限制：

Σs∈SolutionsdvSolutions*slr≥MinLoss Re duction;]]>

所采用的改造方案所造成的總停電時(shí)戶數(shù)不得大于停電時(shí)戶數(shù)限制：

Σs∈SolutionsdvSolutions*sr≤MaxRisk;]]>

在任一分區(qū)上所采用的改造方案的總成本必須小于該分區(qū)規(guī)定的最大成本：

在任一分區(qū)上所采用的改造方案的總體降損不得小于改分區(qū)上的最小降損限制：

在任一分區(qū)上所采用的改造方案所造成的總停電時(shí)戶數(shù)不得大于改分區(qū)上的停電時(shí)戶數(shù)限制：

對(duì)于任一特殊設(shè)備，改造的數(shù)量不得大于或者少于規(guī)定數(shù)量：

Σs∈SolutionsdvSolutions*se≤emax;∀e∈Equipments or]]>

Σs∈SolutionsdvSolutions*se≥emin;∀e∈Equipments]]>

c)各個(gè)變量的含義

sn∈Subnets?????饋線集合；

s∈Solutions????饋線改造方案集合；

r∈Regions??????分區(qū)集合；

e∈Equipments???特殊設(shè)備集合；

rs∈RegionSolutions?????饋線改造方案按分區(qū)劃分的集合；

ss∈SepcialSolutions????饋線改造方案使用特殊設(shè)備集合；

MinLoss?Re?duction??????實(shí)施改造的降損值下限；

MaxCost?????????????????實(shí)施改造的成本上限；

sc_d???場(chǎng)景sc所在區(qū)縣；

sn_d???饋線sn所在區(qū)縣；

sn_sc??饋線sn所在場(chǎng)景；

sn_ol??饋線sn當(dāng)前損耗值；

sn_ns??饋線sn可實(shí)施的改造方案數(shù)量；

S_sn饋線sn可實(shí)施的改造方案集合；

s_sn改造方案s所屬饋線；

s_rc實(shí)施改造方案s需要的成本；

s_mc實(shí)施改造方案s后每年所需的維護(hù)成本；

s_lr實(shí)施改造方案s后降損值；

s_r實(shí)施改造方案s時(shí)所造成的停電時(shí)戶數(shù)；

s_e實(shí)施改造方案s時(shí)使用特殊設(shè)備e的數(shù)量；

rs_s分區(qū)改造方案rs所屬的改造方案；

rs_r分區(qū)改造方案rs所屬的區(qū)域；

rs_rc??實(shí)施分區(qū)改造方案rs所需的改造成本；

rs_mc??實(shí)施分區(qū)改造方案rs所需的維護(hù)成本；

rs_lr??實(shí)施分區(qū)改造方案rs后降損值；

rs_r實(shí)施分區(qū)改造方案rs時(shí)所造成的停電時(shí)戶數(shù)；

r_maxc???分區(qū)改造方案的最大資金限制；

r_minlr??分區(qū)改造方案的最小降損限制；

r_maxr???分區(qū)改造方案的最大停電時(shí)戶數(shù)限制；

e_max????特殊設(shè)備e的最多使用數(shù)量；

e_min????特殊設(shè)備e的最少使用數(shù)量；

dvSolution_s：對(duì)于子網(wǎng)改造方案s，如果它被采用，則dvSolution_s＝1；否則

dvSolution_s＝0。