[發(fā)明專利]基于重要電力用戶的中心城區(qū)保底電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710574748.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107220736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郇嘉嘉;李陽(yáng);朱浩駿;左鄭敏;潘險(xiǎn)險(xiǎn);余夢(mèng)澤;隋宇;章晉龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及保底電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于重要電力用戶的中心城區(qū)保底電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

中心城區(qū)的保底電網(wǎng)是指針對(duì)嚴(yán)重自然災(zāi)害或外力破壞等極端情況，以提高重要電力用戶供電安全、提高嚴(yán)重故障下的快速?gòu)?fù)電能力為目標(biāo)，選取重要變電站或電源以及關(guān)鍵線路進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)建設(shè)所形成的最小規(guī)模網(wǎng)架。中心城區(qū)保底電網(wǎng)保障負(fù)荷以重要電力用戶為基礎(chǔ)，滿足極端情況下的基本負(fù)荷需求。

根據(jù)國(guó)標(biāo)要求，重要電力用戶的供電電源應(yīng)采用多電源、雙電源或雙回路供電。當(dāng)任何一路或一路以上電源發(fā)生故障時(shí)，至少仍有一路電源應(yīng)能滿足保安負(fù)荷不間斷供電。因此，中心城區(qū)的保底電網(wǎng)應(yīng)能夠涵蓋所有重要電力用戶，對(duì)于每個(gè)重要電力用戶的供電電源和供電回路，至少選取一路電源及其相應(yīng)的供電回路納入保底電網(wǎng)。

隨著電網(wǎng)的抗災(zāi)能力越來(lái)越受到重視，保底電網(wǎng)規(guī)劃方法的研究也成為一個(gè)關(guān)注熱點(diǎn)，并取得了一定的研究成果。在已有的研究成果中，對(duì)于重要電力用戶實(shí)際供電電源和線路關(guān)注不足，或者對(duì)保底電網(wǎng)的規(guī)模考慮不夠全面。有的關(guān)注于電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)和支路的重要程度，但未考慮到構(gòu)建的保底電網(wǎng)是否為規(guī)模最小；有的關(guān)注于電網(wǎng)建設(shè)成本，未考慮到構(gòu)建的保底電網(wǎng)中是否能夠保障所有重要電力用戶的負(fù)荷；有的關(guān)注于向集中分布的重要電力用戶的供電路徑距離，但未考慮到保底電網(wǎng)中變電站或電源的數(shù)量，所構(gòu)建的保底電網(wǎng)中也可能忽略掉零散分布的重要電力用戶。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)在于提出一種中心城區(qū)保底電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃方法。本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的首要目的是關(guān)注重要電力用戶的供電變電站或電源及其供電線路，將重要電力用戶的供電變電站或電源及其供電線路作為保底電網(wǎng)的基礎(chǔ)；本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提高保底電網(wǎng)抵抗嚴(yán)重自然災(zāi)害的能力，將電纜的比例設(shè)置為規(guī)劃優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)之一，這是因?yàn)殡娎|線路相對(duì)于架空輸電線路而言，在抵抗風(fēng)災(zāi)、霜凍等自然災(zāi)害方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的第三個(gè)目的是全面協(xié)調(diào)優(yōu)化保底電網(wǎng)的規(guī)模，包括變電站和電源的數(shù)量、供電線路的數(shù)量、電纜線路的比例。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于重要電力用戶的中心城區(qū)保底電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1獲取電網(wǎng)拓?fù)湫畔ⅰ⒅匾娏τ脩粝嚓P(guān)數(shù)據(jù)，配置差分進(jìn)化算法相關(guān)參數(shù)和決策變量；

S2隨機(jī)生成重要電力用戶供電變電站或電源及其相應(yīng)供電線路的多個(gè)選取方案作為初始種群；

S3對(duì)原種群進(jìn)行變異交叉操作后產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)種群；

S4根據(jù)種群個(gè)體的數(shù)據(jù)，在重要電力用戶供電變電站或電源及其相應(yīng)供電線路的基礎(chǔ)上構(gòu)建完整的保底電網(wǎng)方案；

S5計(jì)算各方案的目標(biāo)函數(shù)值，并根據(jù)目標(biāo)函數(shù)值的Pareto占優(yōu)原則比較，產(chǎn)生子代個(gè)體；

S6采用精英保留策略，生成Pareto最優(yōu)解集；

S7根據(jù)迭代次數(shù)判斷是否進(jìn)化完畢，若未進(jìn)化完畢則返回種群變異、交叉步驟繼續(xù)迭代；若進(jìn)化完畢則停止迭代，并輸出外部精英存儲(chǔ)器中包含的保底電網(wǎng)方案。

進(jìn)一步，步驟S1中，所述的電網(wǎng)拓?fù)湫畔ㄗ冸娬尽㈦娫春途€路構(gòu)成的節(jié)點(diǎn)支路矩陣，電纜集合，同塔架設(shè)或同電纜溝敷設(shè)的雙回線路和多回線路集合。

進(jìn)一步，步驟S1中，所述重要電力用戶相關(guān)數(shù)據(jù)包括重要電力用戶供電變電站或電源及其相應(yīng)供電線路；

進(jìn)一步，所述差分進(jìn)化算法相關(guān)參數(shù)包括種群規(guī)模、變異因子、交叉概率因子、迭代次數(shù)、目標(biāo)函數(shù)值排序的設(shè)定閥值。

進(jìn)一步，步驟S1中，所述決策變量是一個(gè)以重要用戶個(gè)數(shù)為維數(shù)的向量，向量中元素的數(shù)值范圍為{0,1}，0表示不選擇該供電變電站或電源及其相應(yīng)的供電線路，1表示選擇該供電變電站或電源及其相應(yīng)的供電線路。

進(jìn)一步，步驟S3中，所述的變異交叉操作具體如下：

a結(jié)合變異因子，隨機(jī)產(chǎn)生種群內(nèi)的變異個(gè)體，四舍五入取整后判斷該變異個(gè)體是否滿足決策變量的取值范圍；

b若變異個(gè)體不在決策變量的取值范圍內(nèi)則需重新生成，直到所有個(gè)體均滿足取值范圍，從而生成變異種群；

c隨機(jī)產(chǎn)生交叉的個(gè)體位置，結(jié)合交叉概率因子，對(duì)原種群和變異種群進(jìn)行交叉操作，交叉后的原種群即為實(shí)驗(yàn)種群。

進(jìn)一步，S4具體步驟如下：

a根據(jù)圖論的連通性，判斷實(shí)驗(yàn)種群和原種群每個(gè)個(gè)體的方案是否滿足完整的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電網(wǎng)拓?fù)溥B通性的表達(dá)式為：

Φ(T，L)＝1 (1)