[發(fā)明專利]基于branch矩陣的無(wú)環(huán)網(wǎng)無(wú)孤島配電網(wǎng)絡(luò)生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010132998.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111210169B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林丹;李富盛;余濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/0637
• 分類號(hào): G06Q10/0637;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: 何淑珍;江裕強(qiáng)

本發(fā)明提供了基于branch矩陣的無(wú)環(huán)網(wǎng)無(wú)孤島配電網(wǎng)絡(luò)生成方法。所述方法包括以下步驟：輸入配電網(wǎng)絡(luò)生成所需的數(shù)據(jù)，并初始化所需矩陣；進(jìn)行初步的配電網(wǎng)絡(luò)生成決策；對(duì)所有節(jié)點(diǎn)檢查是否孤立，并修正孤立節(jié)點(diǎn)；對(duì)所有生成線路檢查是否存在雙電源供電情況，并修正雙電源線路；對(duì)所有生成線路檢查是否為孤鏈，并修正孤鏈；輸出無(wú)環(huán)網(wǎng)無(wú)孤島配電網(wǎng)絡(luò)的branch矩陣和鄰接矩陣。本發(fā)明為了減少配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃過(guò)程中生成的大量不滿足網(wǎng)架約束的網(wǎng)架，提出一種無(wú)環(huán)網(wǎng)無(wú)孤島配電網(wǎng)絡(luò)生成方法，而且由于是基于branch矩陣生成一次系統(tǒng)網(wǎng)架，該方法的結(jié)果能更便于和一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃過(guò)程后續(xù)的潮流計(jì)算和可靠性計(jì)算對(duì)接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃領(lǐng)域，尤其涉及一種基于branch矩陣的無(wú)環(huán)網(wǎng)無(wú)孤島配電網(wǎng)絡(luò)生成方法。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃流程一般是給定新建園區(qū)控規(guī)圖，預(yù)測(cè)各個(gè)地塊的負(fù)荷大小，規(guī)劃每個(gè)地塊的電房選址，規(guī)劃新建園區(qū)內(nèi)變電站與各電房的連接關(guān)系，形成包含多饋線的配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架。

其中，采用數(shù)學(xué)建模和智能算法優(yōu)化的方法規(guī)劃新建園區(qū)內(nèi)變電站與各電房的連接關(guān)系時(shí)，經(jīng)常需要生成許多配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架，這些新網(wǎng)架是智能算法在解空間尋優(yōu)的新搜索范圍，并根據(jù)新生成的一次系統(tǒng)網(wǎng)架計(jì)算其可靠性、經(jīng)濟(jì)性和潮流等指標(biāo)，來(lái)判斷該網(wǎng)架的優(yōu)劣，以此作為迭代尋優(yōu)的依據(jù)。通常，對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)架有一定的約束條件，這些約束包括網(wǎng)架的輻射狀約束、所有負(fù)荷點(diǎn)能與電源點(diǎn)連通的約束、一條饋線不能由兩個(gè)電源點(diǎn)供電的約束。而在生成配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架時(shí)，目前主流的生成方法之一是隨機(jī)生成的方法(基于改進(jìn)二進(jìn)制入侵雜草優(yōu)化算法的主動(dòng)配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃，CN108229755A)，這種方法雖然實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但會(huì)使得智能算法在尋優(yōu)時(shí)產(chǎn)生許多不滿足網(wǎng)架約束的不可行解。面對(duì)這些不可行解，大多數(shù)的做法是讓該解對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算中加入一個(gè)懲罰項(xiàng)，使得尋優(yōu)過(guò)程中盡量遠(yuǎn)離該不可行解，但這使得智能優(yōu)化算法在配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃這個(gè)問(wèn)題上尋優(yōu)效率很低。還有另外一種主流的網(wǎng)架生成算法是最小生成樹(shù)算法(基于負(fù)荷點(diǎn)聚類分區(qū)并計(jì)及地理因素的配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃方法，CN108429257A)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的點(diǎn)生成最少的邊，使得這些點(diǎn)之間滿足連通性、這些邊組成的網(wǎng)架滿足輻射性，但是難以運(yùn)用在同時(shí)生成多個(gè)輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)的情況下，因?yàn)檫@種算法是對(duì)一個(gè)點(diǎn)集中的所有點(diǎn)生成一個(gè)輻射狀網(wǎng)絡(luò)。

branch矩陣是除了鄰接矩陣以外，表達(dá)圖的另外一種方式，該矩陣的每一行存放的是圖中的路的相關(guān)信息，例如兩端節(jié)點(diǎn)編號(hào)、路的長(zhǎng)度等等(這里所述的“路”即圖論中“邊”的概念)。branch矩陣尤其適合表達(dá)鄰接矩陣很稀疏的圖，它能使得這類圖的儲(chǔ)存空間比用鄰接矩陣存儲(chǔ)的情況小得多。配電網(wǎng)一次系統(tǒng)的網(wǎng)架被抽象成由節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的路組成的圖后，正是鄰接矩陣較稀疏的圖。配電網(wǎng)的規(guī)模越大、電氣節(jié)點(diǎn)數(shù)目越多，則其鄰接矩陣越稀疏，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)節(jié)點(diǎn)的出線度較小，負(fù)荷點(diǎn)的出線度一般不超過(guò)5，而且配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的出線度不隨配電網(wǎng)規(guī)模的增大而增大，配電網(wǎng)包含電氣節(jié)點(diǎn)的多少不影響節(jié)點(diǎn)的出線度。目前的配電網(wǎng)網(wǎng)架生成方法大多是基于鄰接矩陣的形式，沒(méi)有基于branch矩陣形式的，而配電網(wǎng)規(guī)劃中的潮流計(jì)算、可靠性計(jì)算等步驟使用branch矩陣形式表達(dá)配電網(wǎng)網(wǎng)架會(huì)更方便。

綜上，現(xiàn)有的配電網(wǎng)規(guī)劃中的配電網(wǎng)網(wǎng)架生成技術(shù)存在難以一次性生成多個(gè)滿足輻射狀約束、所有負(fù)荷點(diǎn)能與電源點(diǎn)連通的約束、一條饋線不能由兩個(gè)電源點(diǎn)供電的約束的配電網(wǎng)網(wǎng)架的不足，也不存在基于branch矩陣形式的配電網(wǎng)網(wǎng)架生成方法。

因此，本發(fā)明提出了一種配電網(wǎng)絡(luò)生成方法，使得生成出來(lái)的配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架已經(jīng)滿足網(wǎng)架約束。而且本方法是基于branch矩陣生成網(wǎng)架的，生成的網(wǎng)架也是表達(dá)為branch矩陣的形式，該模式十分便于配電網(wǎng)一次系統(tǒng)網(wǎng)架規(guī)劃流程中后續(xù)的潮流計(jì)算和可靠性計(jì)算，網(wǎng)架的branch矩陣只需經(jīng)過(guò)少量簡(jiǎn)單的處理便可直接作為MATLAB平臺(tái)中的matpower潮流計(jì)算工具的輸入，根據(jù)潮流計(jì)算結(jié)果對(duì)branch矩陣進(jìn)行少量簡(jiǎn)單的處理便可作為可靠性算法的輸入。

發(fā)明內(nèi)容