[發(fā)明專利]一種直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710861422.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107681679B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許烽;王鑫杰;陳騫;宣佳卓;徐習(xí)東
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;浙江大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)建立以直流配電系統(tǒng)年停電損失費用與開關(guān)投資運行費用之和最低的優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)；

2)以斷路器配置數(shù)目為階段，斷路器配置位置組合為狀態(tài)，直流配電系統(tǒng)年停電損失費用為指標(biāo)函數(shù)，各階段所有狀態(tài)指標(biāo)函數(shù)最小值為該階段的最優(yōu)值函數(shù)，建立直流斷路器優(yōu)化配置動態(tài)規(guī)劃計算模型；在此基礎(chǔ)上，對直流斷路器價格進(jìn)行區(qū)間劃分；

3)根據(jù)動態(tài)規(guī)劃計算模型得到不同直流斷路器價格區(qū)間內(nèi)的優(yōu)化配置方案；

步驟2)中，設(shè)直流斷路器和隔離開關(guān)的投資運行等年值單價分別為C_S1、C_S2；直流斷路器價格區(qū)間為[P_S1min,P_S1max]，P_S1min、P_S1max分別為直流斷路器價格的最小值、最大值，其計算得到的等年值單價的最小值、最大值分別為C_S1min、C_S1max；

步驟2)中，所述動態(tài)規(guī)劃計算模型的計算過程如下：

21)計算直流配電系統(tǒng)初始狀態(tài)指標(biāo)函數(shù)C(0)，設(shè)階段數(shù)為k，并令k＝1；

22)計算第k階段各狀態(tài)x_i的指標(biāo)函數(shù)并確定該階段最優(yōu)值函數(shù)及對應(yīng)的斷路器優(yōu)化配置方案；若則在后續(xù)階段操作中不再考慮該狀態(tài)；

23)計算直流斷路器最優(yōu)配置數(shù)目為k時所對應(yīng)的斷路器現(xiàn)值單價臨界值P_k為：

式中，A(i,E_S1)為直流斷路器的資金回收系數(shù)；i為貼現(xiàn)率；E_S1為直流斷路器使用年限；

24)根據(jù)各階段臨界值P_k確定直流斷路器現(xiàn)值單價P_S1處于區(qū)間[P_k+1,P_k)時的最優(yōu)配置數(shù)目N(P_S1)為k；

25)若C(k)-C(k+1)≤C_S1min-C_S2，表明對于P_S1min配置k個斷路器時等年值總費用已達(dá)到最優(yōu)，停止配置并轉(zhuǎn)到步驟26)；否則，k＝k+1并轉(zhuǎn)到步驟22)；

26)輸出直流斷路器價格區(qū)間在[P_S1min,P_S1max]時的優(yōu)化配置結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟1)中，優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)的計算公式為minC_A＝C_L+C_G，其中，C_L和C_G分別為直流配電系統(tǒng)年停電損失費用和開關(guān)投資運行費用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟1)中，所述C_L計算公式如下：

式中：n_LP為負(fù)荷點總數(shù)；T_j為第j個負(fù)荷點的停電持續(xù)時間分類數(shù)；E_ENSjt為負(fù)荷點j第t類停電持續(xù)時間對應(yīng)的失電量，C_Ljt為負(fù)荷點j第t類停電持續(xù)時間對應(yīng)的單位停電損失。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟1)中，所述C_G的計算公式如下：

式中：N_Sm為開關(guān)配置數(shù)目；C_Sm為開關(guān)投資運行費用等年值單價；P_Sm為開關(guān)投資現(xiàn)值單價；ρ為開關(guān)運行維護(hù)費用占投資費用比例；A(i,E_Sm)為資金回收系數(shù)；i為貼現(xiàn)率；E_Sm為開關(guān)使用年限。

5.一種直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置系統(tǒng)，其包括：

1)優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)建立單元，其用于建立以直流配電系統(tǒng)年停電損失費用與開關(guān)投資運行費用之和最低的優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)；

2)直流斷路器優(yōu)化配置動態(tài)規(guī)劃計算單元，其以斷路器配置數(shù)目為階段，斷路器配置位置組合為狀態(tài)，直流配電系統(tǒng)年停電損失費用為指標(biāo)函數(shù)，各階段所有狀態(tài)指標(biāo)函數(shù)最小值為該階段的最優(yōu)值函數(shù)；在此基礎(chǔ)上，對直流斷路器價格進(jìn)行區(qū)間劃分；

3)優(yōu)化配置單元，其根據(jù)直流斷路器優(yōu)化配置動態(tài)規(guī)劃計算單元得到不同直流斷路器價格區(qū)間內(nèi)的優(yōu)化配置方案；

所述的直流斷路器優(yōu)化配置動態(tài)規(guī)劃計算單元包括：

第一計算單元：計算直流配電系統(tǒng)初始狀態(tài)指標(biāo)函數(shù)C(0)，設(shè)階段數(shù)為k，并令k＝1；

第二計算單元：計算第k階段各狀態(tài)x_i的指標(biāo)函數(shù)并確定該階段最優(yōu)值函數(shù)及對應(yīng)的斷路器優(yōu)化配置方案；若則在后續(xù)階段操作中不再考慮該狀態(tài)，所述的C_S1、C_S2分別為直流斷路器和隔離開關(guān)的投資運行等年值單價；

第三計算單元：計算直流斷路器最優(yōu)配置數(shù)目為k時所對應(yīng)的斷路器現(xiàn)值單價臨界值P_k為：式中，A(i,E_S1)為直流斷路器的資金回收系數(shù)；i為貼現(xiàn)率；E_S1為直流斷路器使用年限，ρ為開關(guān)運行維護(hù)費用占投資費用比例；

最優(yōu)配置數(shù)目確定單元：根據(jù)各階段臨界值P_k確定直流斷路器現(xiàn)值單價P_S1處于區(qū)間[P_k+1,P_k)時的最優(yōu)配置數(shù)目N(P_S1)為k；

最優(yōu)判斷單元：若C(k)-C(k+1)≤C_S1min-C_S2，表明對于P_S1min配置k個斷路器時等年值總費用已達(dá)到最優(yōu)，停止配置并轉(zhuǎn)到輸出單元；否則，k＝k+1并轉(zhuǎn)到第二計算單元；

輸出單元：輸出直流斷路器價格區(qū)間在[P_S1min,P_S1max]時的優(yōu)化配置結(jié)果，P_S1min、P_S1max分別為直流斷路器價格的最小值、最大值，所述直流斷路器價格區(qū)間[P_S1min,P_S1max]對應(yīng)等年值單價為[C_S1min,C_S1max]，C_S1min、C_S1max分別為等年值單價的最小值、最大值。