[發明專利]一種基于邏輯算子的配電網開關優化配置方法

有效

• 申請號: 201910106925.7
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN109902361B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 陳艷波;陳銳智;陳浩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種基于邏輯算子的配電網開關優化配置方法，其特征在于，所述配電系統開關的配置方法包括以下步驟：

步驟1：提供兩種適用于配電網開關優化配置的邏輯算子or與if的數學表達形式；

步驟1.1：引入邏輯算子or的數學表達式(1)，邏輯算子or的數學表達式為：如果解的集合中有解值為1，則該表達式取值為1，否則取值為0，公式(1)為：

其中X為解的集合，Ω_X是集合中所有解的下角標號，x_i是集合中下角標為i的解；

步驟1.2：將步驟1.1的邏輯算子or轉換為數學表達式(2)：

步驟1.3：基于步驟1.1引入邏輯算子if的數學表達式(3)，邏輯算子if的數學表達式為：如果解的集合中有解值為1，則該表達式取值為a,否則取值為b，公式(3)為：

步驟1.4：將步驟1.3的邏輯算子if轉換為數學表達式(4)：

步驟2：利用步驟1提出的兩個邏輯算子數學表達形式搭建典型配電網關于自動開關與手動開關的停電時間模型；

步驟3：利用步驟2搭建的停電時間模型搭建配電網開關優化配置模型，并采用遺傳算法進行求解。

2.根據權利要求1所述的基于邏輯算子的配電網開關優化配置方法，其特征在于：所述步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1：為線路的手動開關最優配置與自動開關配置單獨設置一個解向量；

步驟2.2：根據輻射型配電網中，首先搭建公式(8)、(9)和(10)3組基礎停電時間表達式：

其中公式(8)表示的情況為：故障與負荷之間的通路沒有開關或者故障位于負荷上游；當故障位于負荷上游時，通路存在開關，線路末尾不存在聯絡開關，停電時間為故障定位時間、故障修復時間和斷路器動作時間之和；

其中公式(9)表示的情況為：故障在負荷的上游，故障與負荷之間的通路存在手動開關或者自動開關，停電時間為故障定位時間、相應開關動作時間和斷路器動作時間之和；

其中公式(10)表示的情況為：故障在負荷的下游，故障與負荷之間存在相應的開關，線路末尾也存在相應的開關，對應了4個不同的停電時間；

其中t_loc為故障定位時間，t_mcs為手動開關動作時間，t_rcs為自動開關動作時間，t_cb為斷路器動作時間；

步驟2.3：搭建負荷在故障上游的具體停電時間模型，根據到的開關存在情況，得到停電時間如公式(11)：

其中Xa代表該條線的解向量；

步驟2.4:將負荷在故障上游的具體停電時間模型轉換為用邏輯算子表示的停電時間模型，如公式(12)：

其中t^lf(Xa)代表停電時間，與為第a條線負荷l到故障f的之間的所有手動開關與自動開關解的集合；

步驟2.5：搭建負荷在故障下游的具體停電時間模型，根據到的ftu以及末尾聯絡開關的存在情況，得到停電時間如公式(13)：

步驟2.6：將負荷在故障下游的具體停電時間模型轉換為用邏輯算子表示的停電時間模型如公式(14)：

步驟2.7：搭建負荷與故障不存在開關安裝候選位置的停電時間模型如公式(15)：

3.根據權利要求2所述的基于邏輯算子的配電網開關優化配置方法，其特征在于：所述步驟2.1取第a條線路手動開關的解向量和第a條線路自動開關的解向量的集合表示線路的解向量，其中第a條線路手動開關的解向量為公式(5)，第a條線路自動開關的解向量為公式(6)，線路的解向量為公式(7)：

X_a＝(X_a-mcs,X_a-rcs) (7)

其中表示第a條線路第一個開關安裝候選位置是否安裝手動開關，代表第a條線路第一個開關安裝候選位置是否安裝自動開關。

4.根據權利要求3所述的基于邏輯算子的配電網開關優化配置方法，其特征在于：所述步驟3具體包括以下步驟：

步驟3.1：采用遍歷負荷遍歷故障的一個雙層遍歷求得整個配電系統的供電可靠性模型，如公式(16)

其中，Ω_feeder為系統所有的饋線集合，為第a條線上所有的負荷集合，為第a條線上所有可能的故障點的集合；N_l為系統的用戶數；

步驟3.2：采用一個雙層遍歷求得整個系統因為停電而導致的停電損失，如公式(17)：

其中為第a條線上第f個故障的故障率；Ω_t為負荷類型集合；為第l個負荷第t類負荷類型的負荷量；為對應停電時間的停電損失函數；

步驟3.3:求得開關的全生命周期費用，如公式(18)：

其中h為維修費用系數；Cost_mcs為手動開關費用；Cost_rcs為自動開關費用；

步驟3.4:搭建配電網開關最優配置模型，如公式(19)

其中ASAI^lim為可靠性指標閾值；

步驟3.5:用遺傳算法進行求解。