一种中压配电网络分段开关的优化配置方法
【专利摘要】本发明涉及一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，该方法包括以下步骤：a、输入原始数据及所需参数；b、随机初始化种群；c、适应度计算；d、判断是否满足GA算法终止条件；e、如果不满足GA算法终止条件，执行选择操作、交叉操作、变异操作后执行步骤c；f、如果满足GA算法终止条件，输出最优结果，程序结束；本发明的方法通过遗传算法求解分段开关的最优数量和位置，计算量小，实现了可靠性和经济性的相互协调，达到了二者之间的最佳平衡点。
【专利说明】—种中压配电网络分段开关的优化配置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，属于供配电【技术领域】。【背景技术】
[0002]中压配电网位于电力系统的末端，直接与广大用户相连，其主要功能是将电力安全、经济、可靠地分配到用户。中压配电网络一般为闭环结构、开环运行，其中分段开关的优化配置是配电网络结构优化的一项重要内容。配电网辐射线路中安装分段开关后，发生永久性故障时，可利用分段开关隔离故障段，使故障点上游的正常段受影响时间最小；而通过联络线和联络开关，可以使故障点下游正常线路段的负荷转接到其他馈线上，进一步缩小了故障影响的范围和时间。故障段负荷恢复时间取决于修复故障的时间；而上下游正常段负荷受影响的时间，只是分段/隔离开关的倒闸操作时间，从而显著减少了停电时间，增加了供电的可靠性。
[0003]如果忽略开关本身故障造成的影响，就提高供电可靠性而言，分段开关和联络开关越多，每段上用户就越少，则每次故障或计划维修造成停电影响的用户数就越少，可靠性也就越高。但从经济性上考虑，设备越多，其投资和设备维护的费用也越大，未必能获得最大的经济效益。
[0004]分段/联络开关的优化配置是一个非线性的组合优化问题。目前开关设备的配置多是以规程和导则为依据，根据具体的实际情况和经验，确定开关设备的位置和投资，属于简单的经验法，这种方法虽然有一定的定量计算，但很难得到通用的计算方法，而且依赖专家的经验，人为因素较多，难以实现开关配置的最优化，难以有效提高配电网的可靠性和经济性。近年来，国内外对此类优化问题进行了研究，取得了一些进展，有文献提出了一种确定单环网分段开关数量的“成本一收益分析法”，但是其前提是假定负荷均匀分布，各区间长度相等，负荷相等，与现场实际有一定的差距，不具普遍性。另外一种遗传算法和禁忌搜索算法相结合的混合算法确定分段开关的最优配置，以及采用一种外层使用二分法确定分段开关的最优安装数量，内层使用枚举法确定开关最优安装位置的算法，效率有所提高，但计算量仍然很大。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题是针对以上问题，提供一种能够确定线路上分段开关的数量和安装位置、实现可靠性和经济性相互协调的中压配电网络分段开关的优化配置方法。
[0006]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:该方法包括以下步骤:
[0007]a、输入原始数据及所需参数；
[0008]b、随机初始化种群；
[0009]C、适应度计算；
[0010]d、判断是否满足GA算法终止条件；[0011]e、如果不满足GA算法终止条件，执行选择操作、交叉操作、变异操作后执行步骤c ；
[0012]f、如果满足GA算法终止条件，输出最优结果，程序结束。
[0013]作为一种优化方案，所述步骤a中的参数包括计算开关投资费用的参数、计算运行维修费用的参数、计算用户停电损失的参数、计算供电可靠率指标的参数、“T”节点参数、分段开关待选位置参数、负荷节点参数、相邻的“T”节点之间馈线长度参数、负荷节点的负荷参数和负荷节点的用户数。
[0014]作为一种优化方案，所述开关投资费用的数学式及参数为:
? > ? I (I + ? )ρ_ 5] Scost =NkCs --1—-
\[0016]式中，Nk表示开关数量；CS表示开关单台投资费用现值；1为电力工业投资回收率；P为分段开关的经济使用年限。
[0017]作为一种优化方案，所述运行维修费用的数学式及参数为:
[0018]Mcost-NkCmCs
[0019]式中，Cm为年运行维护费用占投资费用的百分数。
[0020]作为一种优化方案，所述用户停电损失的数学式及参数为:
[0021]CecisT-Ce.Eens
[0022]Cc= a j.K+ a 2.b.d
[0023]式中，Eens为期望缺供电量，α 1； α 2分别为产电比法和平均电价折算倍数法的加权系数，K为产电比，b为单位停电电量电价与平均电价的比值，d为平均电价。
[0024]作为一种优化方案，所述供电可靠率指标的数学式及参数为:
[0025]
瓜/iWiii 小时数—[Hx8760-ZuA
_小研数― ΣνΤχ8760
[0026]式中，Ni为负荷点i的用户数；Ui为负荷点i的年平均停电时间。
[0027]本发明采取以上技术方案，具有以下优点:本发明的方法通过遗传算法求解分段开关的最优数量和位置，计算量小，实现了可靠性和经济性的相互协调，达到了二者之间的最佳平衡点。
[0028]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]附图1为本发明实施例中一种中压配电网络分段开关的优化配置方法的程序流程图；
[0030]附图2为本发明实施例中算例I的线路图；
[0031]附图3为本发明实施例中算例2的线路图。
【具体实施方式】
[0032]实施例:如附图1所示，一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，该方法包括以下步骤:
[0033]a、输入原始数据及所需参数；
[0034]b、随机初始化种群；
[0035]C、适应度计算；
[0036]d、判断是否满足GA算法终止条件；
[0037]e、如果不满足GA算法终止条件，执行选择操作、交叉操作、变异操作后执行步骤c ；
[0038]f、如果满足GA算法终止条件，输出最优结果，程序结束。
[0039]2、如权利要求1所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述步骤a中的参数包括计算开关投资费用的参数、计算运行维修费用的参数、计算用户停电损失的参数、计算供电可靠率指标的参数、“T”节点参数、分段开关待选位置参数、负荷节点参数、相邻的“T”节点之间馈线长度参数、负荷节点的负荷参数和负荷节点的用户数。
[0040]所述开关投资费用的数学式及参数为:
【权利要求】
1.一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: a、输入原始数据及所需参数； b、随机初始化种群； C、适应度计算； d、判断是否满足GA算法终止条件； e、如果不满足GA算法终止条件，执行选择操作、交叉操作、变异操作后执行步骤c； f、如果满足GA算法终止条件，输出最优结果，程序结束。
2.如权利要求1所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述步骤a中的参数包括计算开关投资费用的参数、计算运行维修费用的参数、计算用户停电损失的参数、计算供电可靠率指标的参数、“T”节点参数、分段开关待选位置参数、负荷节点参数、相邻的“T”节点之间馈线长度参数、负荷节点的负荷参数和负荷节点的用户数。
3.如权利要求2所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述开关投资费用的数学式及参数为:
4.如权利要求2所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述运行维修费用的数学式及参数为:
Mcost-NkCmCs 式中，Cm为年运行维护费用占投资费用的百分数。
5.如权利要求3所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述用户停电损失的数学式及参数为:
Ccost-Cc.Eens Cc= a^K+a^b^d 式中，Eens为期望缺供电量，Ci1, Ci2分别为产电比法和平均电价折算倍数法的加权系数，K为产电比，b为单位停电电量电价与平均电价的比值，d为平均电价。
6.如权利要求3所述的一种中压配电网络分段开关的优化配置方法，其特征在于:所述供电可靠率指标的数学式及参数为:
【文档编号】G06Q10/04GK103489047SQ201310460675
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】刘波, 刘东伟, 刘红国, 张洪利, 马红霞 申请人:国家电网公司, 青州市供电公司