[發(fā)明專利]基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化方法

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• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114566987A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 邵晨旭;馮超;劉盼盼;孟李杰;劉晶
• 申請（專利權）人: 南京東博智慧能源研究院有限公司;嘉興恒創(chuàng)電力設計研究院有限公司嘉善分公司;東南大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 南京鑫之航知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

本發(fā)明公開了一種基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化方法，屬于電力數(shù)據(jù)分析領域，具體步驟為：步驟1、采集居民用戶智能電表用電數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)預處理；步驟2、分析臺區(qū)的拓撲結(jié)構和用戶特性；步驟3、計算配電臺區(qū)的三相不平衡優(yōu)化模型的核心參數(shù)，核心參數(shù)包括配電臺區(qū)三相電流不平衡度、配電臺區(qū)優(yōu)化戶數(shù)、配電臺區(qū)理論線損值；步驟4、構建基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化模型；步驟5、優(yōu)化所述配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化模型。本發(fā)明能夠提高低壓居民用戶的三相不平衡優(yōu)化的治理效果，具有重要學術意義和工程實用價值。

技術領域

本發(fā)明涉及電力數(shù)據(jù)分析領域，尤其涉及一種基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化方法。

背景技術

我國配電網(wǎng)具有基數(shù)大、分布廣泛的特征，臺區(qū)的不平衡運行會給電力系統(tǒng)的造成嚴重的經(jīng)濟和安全穩(wěn)定影響。同時，由于配電臺區(qū)線路結(jié)構以三相四線制為主，大部分普通居民用戶均以單相接入的方式并網(wǎng)。電能質(zhì)量通常選用配電臺區(qū)三相不平衡來衡量，在配電臺區(qū)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構和用戶用電差異的共同作用下，負荷的隨機波動會導致三相不平衡電流的傳播，惡化臺區(qū)的穩(wěn)定運行，破壞部分用戶的正常工作狀態(tài)，造成如增大臺區(qū)線損、危害配電變壓器、影響動力設備安全運行等不良后果，維持平衡運行狀態(tài)是保障電力系統(tǒng)配電側(cè)安全穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。

由于拓撲和用戶用電的特性，在實際生產(chǎn)過程中三相用電的完全平衡是較難實現(xiàn)的，因此多利用優(yōu)化方法緩解配電臺區(qū)的不平衡運行情況，使配電網(wǎng)在國家標準允許范圍內(nèi)運行。得益于智能電表的普及和用電信息采集系統(tǒng)的完善，配電臺區(qū)三相不平衡的治理有了充分的數(shù)據(jù)支撐。但目前針對低壓居民用戶的三相不平衡治理中，缺乏對配電臺區(qū)拓撲結(jié)構的考慮，會造成治理效果低、優(yōu)化策略不匹配等實際問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化方法，可針對配電臺區(qū)的實際拓撲結(jié)構和用戶用電特征分析配電臺區(qū)的三相不平衡情況，充分利用歷史的居民用電負荷數(shù)據(jù)，基于用戶相序再分配建立配電臺區(qū)三相不平衡度優(yōu)化模型，綜合考慮配電臺區(qū)三相電流不平衡度、配電臺區(qū)優(yōu)化戶數(shù)、配電臺區(qū)理論線損值進行優(yōu)化求解，研究中長時間尺度下配電臺區(qū)三相不平衡優(yōu)化策略，可提高三相不平衡優(yōu)化的針對性和治理效果，具有重要學術意義和工程實用價值。

為了達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明是基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化方法，具體步驟如下：

步驟1、采集居民用戶智能電表用電數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)預處理；

步驟2、分析臺區(qū)的拓撲結(jié)構和用戶特性；

步驟3、計算配電臺區(qū)的三相不平衡優(yōu)化模型的核心參數(shù)，核心參數(shù)包括配電臺區(qū)三相電流不平衡度、配電臺區(qū)優(yōu)化戶數(shù)、配電臺區(qū)理論線損值；

步驟4、構建基于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構的配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化模型；

步驟5、優(yōu)化所述配電臺區(qū)三相不平衡多目標優(yōu)化模型。

步驟1中，所述居民用戶智能電表用電數(shù)據(jù)包括一天15min步長的96點電流數(shù)據(jù)。

步驟1中，所述數(shù)據(jù)預處理包括無效數(shù)據(jù)的刪除與缺失值的填補。

步驟2中，所述拓撲結(jié)構的分析包括網(wǎng)絡層級和配變電壓器、干線、支線、用戶的數(shù)量、連接關系，用戶性質(zhì)包括居民用戶智能電表接入相位情況及其用電特性。

步驟3具體包括如下步驟：

步驟3.1，計算配電臺區(qū)三相電流不平衡度：

采用電流三相不平衡值來衡量配電臺區(qū)，計算公式如下：

I_max＝max{I_A,I_B,I_C}