[發明專利]基于memetic算法的配電網開關優化配置研究方法

在審

• 申請號: 201611106150.6
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106779197A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 余昆;陳星鶯;鄭馨怡
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 劉淵

1.一種基于memetic算法的配電網開關優化配置研究方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)以最小供電分區為基本分析單元進行可靠性分析；

2)采用等年值法進行開關配置的經濟性分析；

3)基于成本-效益理論建立分段開關和聯絡開關同時優化的數學模型；

4)引入memetic算法，結合智能算法與局部搜索策略對分段開關和聯絡開關的安裝數量和位置進行優化。

2.根據權利要求1所述的基于memetic算法的配電網開關優化配置研究方法，其特征在于：所述步驟1)中包括供電可靠性指標分析和最小供電分區年平均停電持續時間分析；

供電可靠性指標分析：

進行開關優化配置時首先需要考慮配電網的供電可靠性，力求用戶不間斷供電，從這個角度出發，以年為時間周期，采用系統年平均供電可用率和缺供電量來衡量供電可靠性，前者反映電力用戶在一年內實際獲得的供電時間與需要供電的時間之間的關系，后者是指電力用戶在一年內因電網故障等原因造成的缺供電量，分別用公式(1)和(2)進行計算：

$ASAI=\frac{\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_k\×8760-\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_n\·U_n}{\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{N}_k\×8760},(n\≤k)---\left(1\right)$

$ENS=\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{U}_k{P}_k---\left(2\right)$

式中：N_k和N_n分別表示第k和n個負荷點包含的用戶數；K為總的負荷點數；N表示受故障等因素影響正常供電的負荷點數；U_n和U_k分別表示負荷點n和k的年平均停電持續時間；P_k為負荷點k的平均功率；

最小供電分區年平均停電持續時間分析：

引入最小供電分區后，公式(1)和(2)中的負荷點代表一個最小供電分區；分區內任一元件故障都將導致該分區所有元件停電，首先基于歷史數據分元件進行統計以獲得節點和線路的年故障率，然后計算最小供電分區的等效故障率；最小供電分區k的等效故障率為區域內所有節點和線路的故障率之和，用下式計算：

${\mathrm{\λ}}_k=\underset{i\∈k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_i+\underset{j\∈k}{\Σ}{\mathrm{\λ}}_j{l}_j---\left(3\right)$

式中：λ_i表示節點i的故障率；λ_j表示第j條饋線段的故障率；l_j表示第j條饋線段的長度；

假設故障區域為l，t₁為分段開關操作時間，t₂為聯絡開關倒閘操作時間，t₃為故障修復時間，T_k表示配電網供電可靠性分析模型中任一供電分區k的停電時間，無論是分段開關還是聯絡開關，遠控操作和手動操作都會造成停電時間的差異，因此每一個分段開關、聯絡開關的操作時間都不相同；那么，當k位于l上游時，T_k＝t₁；當k位于l下游且可通過聯絡開關實現轉供時，T_k＝t₁+t₂；當k位于l下游且無法實現負荷轉供時，T_k＝t₃；在某種開關配置基礎上，以最小供電分區為單位來分析配電網負荷點的停運時間更合理，最小供電分區k的年平均停電持續時間U_k的計算公式如下：

$U_k=\underset{i=1}{\overset{I}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_i{T}_{k-i}+\underset{j=1}{\overset{I}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_j{T}_{k-j}---\left(4\right)$

式中：λ_i表示第i分區的年平均故障率，T_k-i表示故障發生在第i分區時供電分區k的停電時間，I為最小供電分區數，J表示分段開關數，λ_j表示分段開關j的故障率，T_k-j表示分段開關j故障時供電分區k的停電時間。