[發(fā)明專利]面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910719062.0
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110490376B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙金利;陳昊;王成山;冀浩然;于浩;宋關(guān)羽;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法，以智能軟開關(guān)投資成本、運行維護(hù)成本與配電網(wǎng)供電可靠性成本之和最小為規(guī)劃目標(biāo)，考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束、系統(tǒng)潮流約束、系統(tǒng)運行約束、智能軟開關(guān)運行約束、多智能軟開關(guān)協(xié)調(diào)約束、支路故障率關(guān)聯(lián)約束以及智能軟開關(guān)規(guī)劃約束，得到智能軟開關(guān)的規(guī)劃位置與容量配置方案。本發(fā)明充分考慮智能軟開關(guān)在正常運行環(huán)境下提升配電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)性、在極端故障下提升配電網(wǎng)自愈能力的作用，得到智能軟開關(guān)的最佳規(guī)劃位置與配置容量，以提升配電網(wǎng)供電可靠性和運行經(jīng)濟(jì)性，實現(xiàn)配電網(wǎng)資產(chǎn)利用率最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能軟開關(guān)規(guī)劃方法。特別是涉及一種面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)理念與技術(shù)的不斷發(fā)展，各種輸配電新技術(shù)廣泛應(yīng)用，電力用戶對電力系統(tǒng)供電可靠性的要求越來越高。據(jù)不完全統(tǒng)計，80％以上的用戶停電事故由配電網(wǎng)故障引發(fā)，這就需要配電網(wǎng)具備更高的供電可靠性以應(yīng)對復(fù)雜、多變的運行場景。隨著電力電子技術(shù)的革新，大量靈活可控的電力電子設(shè)備為提升配電網(wǎng)供電可靠性帶來了新的契機。考慮到電力電子設(shè)備在極端故障環(huán)境和正常運行條件下對配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行都有顯著影響，在規(guī)劃階段需要采用同時考慮可靠性和經(jīng)濟(jì)性的配電網(wǎng)規(guī)劃方法，以充分發(fā)揮新型配電設(shè)備對配電網(wǎng)供電可靠性和運行經(jīng)濟(jì)性提升的作用。

智能軟開關(guān)(soft?open?point，SOP)是取代傳統(tǒng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的一種新型配電裝置，智能軟開關(guān)的應(yīng)用將極大地提高配電系統(tǒng)運行的靈活性和可控性。對此國內(nèi)外已有學(xué)者開展了初步研究，但關(guān)于智能軟開關(guān)對配電網(wǎng)供電可靠性影響方面的研究較少。在配電網(wǎng)正常運行時，智能軟開關(guān)可以實時調(diào)節(jié)饋線間的傳輸功率，調(diào)整運行狀態(tài)，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行；在故障發(fā)生時，由于直流隔離的作用，智能軟開關(guān)能夠有效阻止故障電流穿越，并為故障側(cè)提供有效的電壓支撐，擴(kuò)大供電恢復(fù)范圍，提升配電網(wǎng)供電可靠性。

傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃中考慮供電可靠性因素的方法主要是將可靠性指標(biāo)作為約束條件加入優(yōu)化問題中，得到滿足一定可靠性水平的規(guī)劃方案，但該方法難以協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性和供電可靠性之間的關(guān)系，無法得到最佳的優(yōu)化配置方案。因此，急需一種面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法，將可靠性指標(biāo)量化為供電可靠性成本，同時考慮配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行成本，以得到綜合成本最低的優(yōu)化配置方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠得到智能軟開關(guān)的最佳規(guī)劃位置與配置容量的面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種面向配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性提升的智能軟開關(guān)規(guī)劃方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)選定的配電系統(tǒng)，輸入如下系統(tǒng)參數(shù)信息：線路參數(shù)、負(fù)荷水平、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接關(guān)系，系統(tǒng)運行電壓水平和支路電流限制，智能軟開關(guān)待選位置、單位配置容量及投資成本、貼現(xiàn)率、經(jīng)濟(jì)使用年限、運行維護(hù)系數(shù)、損耗系數(shù)，故障側(cè)節(jié)點電壓約束值，各支路歷史年均故障次數(shù)、故障修復(fù)時長，分段開關(guān)動作時間、聯(lián)絡(luò)開關(guān)動作時間、智能軟開關(guān)供電恢復(fù)時間，單位停電損失成本，年負(fù)荷水平變化曲線，系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率初值；

2)建立考慮配電網(wǎng)供電可靠性成本和運行經(jīng)濟(jì)性成本的智能軟開關(guān)雙層規(guī)劃模型，其中上層規(guī)劃以配電系統(tǒng)年綜合成本最小為目標(biāo)函數(shù)，包含智能軟開關(guān)年投資和運行維護(hù)成本、配電網(wǎng)年供電可靠性成本和配電網(wǎng)年損耗成本，考慮智能軟開關(guān)規(guī)劃約束；下層包括配電網(wǎng)可靠性提升子問題和運行優(yōu)化子問題，其中可靠性提升子問題以配電網(wǎng)年供電可靠性成本最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束、系統(tǒng)潮流約束、系統(tǒng)運行約束、智能軟開關(guān)運行約束、多智能軟開關(guān)協(xié)調(diào)約束以及支路故障率關(guān)聯(lián)約束，運行優(yōu)化子問題以配電網(wǎng)年損耗成本最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束、系統(tǒng)潮流約束、系統(tǒng)運行約束、智能軟開關(guān)運行約束；

3)依據(jù)步驟1)中輸入的參數(shù)，生成智能軟開關(guān)規(guī)劃場景，包括采用快速搜索和發(fā)現(xiàn)密度峰聚類方法生成配電網(wǎng)典型運行場景，采用考慮關(guān)聯(lián)約束的配電網(wǎng)支路故障率生成方法生成支路故障場景；