[發明專利]一種配電網主要設備新建與改造規劃協同優化方法

有效

• 申請號: 201410544916.3
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104281892B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 雷體鈞;李紅軍;王旭陽;劉海波;楊衛紅;吳國英;江峰青;胡濱
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網北京經濟技術研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

技術領域

本發明涉及一種配電網規劃方法，特別是關于一種配電網主要設備新建與改造規劃協同優化方法。

背景技術

配電網是電網的重要組成部分，直接面向終端用戶，與廣大人民群眾的生產生活息息相關。目前，配電網中變電設備、配電設備、線路等主要設備的改造仍然停留在基于設備健康水平，估算改造工程量和年度改造計劃的初級階段，尚未實現與電力需求和電網結構等的有效銜接，存在安排停電次數多、經濟性水平低等問題。配電網規劃主要包括對新建和改造兩類項目的規劃，改造期間由于設備退出運行，會暫時削弱配電網供電能力，降低配電網可靠性水平；新建變配電設施能夠提升配電網的可靠供電能力，可以彌補改造對于配電網供電能力的削弱，但若過早投產將降低配電網設備利用水平。因此，配電網主要設備新建與改造安排時序需要以規劃期內配電網供電能力綜合評估指標最優為目標，合理劃分供電區域改造分區，優化協調安排項目改造開工與新建投產時序。目前，還沒有配電網主設備新建與改造規劃協同優化算法的研究，一般只是通過經驗來安排項目新建、改造時序，這種經驗往往不能全面考慮新建和改造項目與配電網結構間的有效銜接，且易造成用戶停電次數多、時間長、供電能力損失大等問題。現有聚類分析技術和協同優化方法包括多種多樣，其中：

聚類分析技術是研究“物以類聚”的一種多元統計方法，其認為所研究的樣本或指標之間存在著程度不同的相似性，根據一批樣本的多個觀測指標，將彼此間相似程度較大的樣本聚合為一個指標簇，再將關系密切的簇聚合到一個小的分類單位，關系疏遠的簇聚合到一個大的分類單位，直到把所有樣本都聚合完畢，以達到無監督狀態下尋找最優劃分的目的。聚類分析的算法主要有：1、層次聚類算法，通過逐步融合數據點或切分數據組，而把數據分組為一棵層次樹的方式獲得聚類。層次的方法具體可以分為凝聚和分裂兩種形式，前一種是自下而上的，而后一種則是自上而下的；2、密度聚類算法，認為一個點到最近鄰接點的距離為隨機變量，通過定義密度連通來尋找基于密度的聚類，并且可以通過計算學習到隨機變量的分布，適用于維數不高的空間數據；3、柵格聚類算法，將數據劃分為有限的區段，形成數據柵格結構，在每個子區段上面進行聚類算法，最大優勢是計算速度更快。4、劃分聚類算法，一般采用貪心啟發式算法，最小化某個優化函數，通過迭代最終獲取符合要求的劃分分類，實際中使用最多的K-Means法即為劃分聚類算法。

協同優化方法是多學科設計多級優化方法的一種，多用于解決大規模復雜工程優化、多學科設計優化和異地優化設計等問題，一般分為學科級優化和系統級優化。協同優化方法將優化問題分解為多個學科優化問題，目標函數采用平方和最小形式，各學科優化問題在一定程度上獨立求解。系統級優化的目的是使原問題目標函數最優，各學科級優化問題在滿足自身約束的情況下，系統級優化使得各學科級優化變量盡可能地靠近系統級分配的目標變量，并在協調策略影響下實現整體最優。當各學科級變量的最優解與系統級傳遞下來的目標變量相重合時，各學科間達到一致，完成協同優化。

然而，單一應用聚類分析技術或協同優化方法均無法實現對任意地區內配電網項目改造開工與新建投產時序的優化協調安排。主要是由于現有聚類分析技術并無針對配電網設備拓撲聯絡關系和運行狀態水平的聚類計算指標，無法將配電網劃分為若干個相對獨立又能互送電力的改造分區；同時，由于地區配電網內新建或改造項目繁多，不進行改造分區劃分的情況下，應用現有協同優化方法進行優化計算量大，迭代次數多，易產生錯誤解。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種對配電網改造期間供電能力影響最小，對配電網供電能力綜合評估指標最優的配電網主要設備新建與改造規劃協同優化方法。