[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(hào): CN107681679B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開了一種直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)。目前直流斷路器僅用當(dāng)前價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算缺乏一定前瞻性。本發(fā)明方法的技術(shù)方案包括：建立以直流配電系統(tǒng)年停電損失費(fèi)用與開關(guān)投資運(yùn)行費(fèi)用之和最低的優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)；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(fèi)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(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算模型；在此基礎(chǔ)上，對直流斷路器價(jià)格進(jìn)行區(qū)間劃分；根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃結(jié)果得到不同直流斷路器價(jià)格區(qū)間內(nèi)的最優(yōu)配置方案。本發(fā)明能夠?yàn)橹绷鲾嗦菲鲀r(jià)格變化時(shí)斷路器的優(yōu)化配置提供一個(gè)有效的計(jì)算方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種直流配電網(wǎng)斷路器優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在過去的100多年間，由于交流配電具有變壓容易、滅弧簡單等優(yōu)點(diǎn)，始終在電力供應(yīng)上占據(jù)統(tǒng)治地位。近年來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，直流配電重新成了研究熱點(diǎn)。將直流配電技術(shù)應(yīng)用于城市配電網(wǎng)，相比于交流配網(wǎng)，能帶來許多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。比如，節(jié)省了分布式電源和直流負(fù)載接入的換流環(huán)節(jié)，減少了設(shè)備投資和換流損耗；減小了因傳輸無功帶來的線路損耗和電壓降落，提高了供電容量和供電半徑；為敏感負(fù)荷專線供電，有效提高用戶側(cè)電能質(zhì)量等。因此，直流配電網(wǎng)成為了城市配電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)方向。

配網(wǎng)中開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化配置是一個(gè)非線性的組合優(yōu)化問題，其目的是為了兼顧開關(guān)的投資運(yùn)行費(fèi)用以及開關(guān)配置所帶來的可靠性效益，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)綜合效益的最優(yōu)，通過開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化配置能夠在保證配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的前提下，有效提高配電系統(tǒng)可靠性、減少停電故障對電力用戶造成的經(jīng)濟(jì)損失。目前，在交流配電網(wǎng)開關(guān)優(yōu)化配置方法中，主要有以下幾類：1)遺傳算法、免疫算法、蟻群算法等智能算法；2)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法；3)禁忌算法；4)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型解法等。

傳統(tǒng)配電網(wǎng)開關(guān)配置方法大多針對輻射狀交流配電網(wǎng)絡(luò)以及已廣泛應(yīng)用的交流開關(guān)設(shè)備，而在直流配電中，目前多數(shù)直流斷路器仍處于研制及工程應(yīng)用初期階段，其造價(jià)要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)交流斷路器，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其將來商業(yè)化應(yīng)用后造價(jià)將有較大的下降空間，僅用當(dāng)前價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算缺乏一定前瞻性。所以，需要對已有配電網(wǎng)開關(guān)優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)進(jìn)行一定的改進(jìn)，以得到能在開關(guān)配置過程中考慮直流斷路器價(jià)格變化因素的新方法及新系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有開關(guān)優(yōu)化方法應(yīng)用于直流配電網(wǎng)所存在的不足，本發(fā)明提供一種直流配電系統(tǒng)斷路器優(yōu)化配置方法，其為直流斷路器價(jià)格變化時(shí)斷路器的優(yōu)化配置提供一個(gè)有效的計(jì)算方法，以適合電力電子技術(shù)發(fā)展階段直流配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種直流配電系統(tǒng)斷路器優(yōu)化配置方法，其包括如下步驟：

1)建立以直流配電系統(tǒng)年停電損失費(fèi)用與開關(guān)投資運(yùn)行費(fèi)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(fèi)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(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算模型；在此基礎(chǔ)上，對直流斷路器價(jià)格進(jìn)行區(qū)間劃分；

3)根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃計(jì)算模型得到不同直流斷路器價(jià)格區(qū)間內(nèi)的優(yōu)化配置方案。

作為上述技術(shù)方案的補(bǔ)充，步驟1)中，優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)的計(jì)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(fèi)用和開關(guān)投資運(yùn)行費(fèi)用。

作為上述技術(shù)方案的補(bǔ)充，步驟1)中，所述C_L計(jì)算公式如下：