基于安全域体积的配电网n-1安全运行范围的评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及安全域领域，尤其设及一种基于安全域体积的配电网N-I安全运行范 围的评价方法。
【背景技术】
[0002] 在配电网中，N-I安全准则是目前普遍采用的规划和运行依据，指当某个元件退出 运行时，能否保证对负荷持续供电，并同时满足设备不过载等运行要求W。确定满足N-I准 则的运行范围，对于配电网的规划和运行都具有重要作用，将会大幅提高配电网的利用率 和安全水平口]。基于N-I准则的配电网最大供电能力(Total Supply Capability，TSC)[3]和 配电网安全域(Dishibution System Security Region,DSSR)[4]描述了运一范围。达到 TS別寸的工作点（系统负荷状态)恰好是安全域边界上的点;DSSR由封闭安全边界围成，安全 域内部所有工作点都安全，外部所有工作点都不安全，安全域的运一性质非常有用，可W将 传统安全分析方法中需逐个元件N-I仿真的大量计算转化为判断工作点在安全边界内外位 置关系的简单计算，并利用安全距离清晰地描述安全或不安全的程度W。参考文献[5]采用 N-I仿真逼近法计算出部分配电网的安全边界，参考文献[6]采用建模的解析方法来计算得 到完整安全边界。运些结果中包括了配电网在高维空间中的完整安全边界，蕴含了丰富的 信息，有助于更深层地了解一个配电网的安全性能；另一方面，如果得到一个配电网的安全 域结果，如何衡量运个安全域的优劣，也是规划和运行中非常关屯、的问题。
[0003] 现有研究是从某个工作点开始利用可视化方法直接观测2维或3维子空间上的安 全域或者在此工作点将安全域降维后再观测安全域的大小W。另一种方法是通过安全 距离得到高维空间中各个方向上安全裕度的全景视图从一定程度也反映了安全域的大 小。
[0004] 上述研究都与工作点选取有关，得到的结果随着工作点的改变而不同。当选取的 工作点不同时，降维所得到的安全域形状大小都不同，工作点到安全域各超平面的安全距 离也不相同。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种基于安全域体积的配电网N-I安全运行范围的评价方法，本发 明对给定网络结构和网络参数的配电网，能计算得到满足主变N-I和馈线N-I的安全域体 积，W及高效运行区域的体积，可W用于进一步评价配电网安全高效运行的有效范围的大 小，详见下文描述：
[0006] -种基于安全域体积的配电网N-I安全运行范围的评价方法，所述评价方法包括 W下步骤：
[0007] 获取配电网的N-I安全域模型；
[000引根据根据配电网的N-I安全域模型计算DSSR体积、W及高效运行区域的体积；
[0009]其中，所述配电网的N-I安全域模型是基于馈线互联关系、并同时计及主变N-I和 馈线N-I的安全域模型。
[0010] 其中，所述根据根据配电网的N-I安全域模型计算DSSR体积、W及高效运行区域的 体积的步骤具体为：
[0011] 调用随机函数子程序，每调一次产生一个服从于[0，c]的工作点W= (Fi，F2，---， Fn)，并对工作点W进行N-I仿真；
[0012] 判断工作点W是否安全；如果安全，安全点的个数V就增加1，重复上述过程Total 次。
[0013] 其中，所述评价方法还包括:变量初始化，
[0014] 所述变量初始化包括:馈线维数n，馈线容量C，仿真次数Total,最大供电能力TSC， 阔值F;令i = l，v = 0。
[0015] 其中，所述调用随机函数子程序，每调一次产生一个服从于[0，C]的工作点W = (Fi，F2,…，Fn),并对工作点W进行N-I仿真;判断工作点X是否安全;如果安全，安全点的个数 V就增加1，重复上述过程To化1次的步骤具体为：
[0016] 1)产生服从于[0，口的工作点胖=(。1术2，-'，尸。）；
[0017] 2)工作点W的总负荷值是否大于等于阔值F，如果是，执行步骤3);如果否，执行步 骤6);
[0018] 3)若工作点W的总负荷值高于TSC，则工作点W-定不安全，执行步骤6);反之，执行 步骤4);
[0019] 4)工作点W是否满足配电网的N-巧全域模型，如果是，则工作点W是安全的，执行 步骤5);反之是不安全的，执行步骤6);
[0020] 5)v = v+l，执行步骤6);
[0021] 6)i = i+l，判断i是否大于Total,如果是，计算并输出仿真结果Total, Vdssr,流程 结束;如果否，重新执行步骤1)。
[0022] 所述配电网的N-I安全域模型具体为：
[0024]式中，Q DSSR为配电系统安全域;W为工作点化，F2,…，Fm,…，Fn) ,Fm代表馈线m所带 负荷(多联络时为馈线段负荷表示馈线m发生N-I时转带给馈线k的负荷，等价于工作 点分量中的馈线段负荷Fm;fm表示第m号馈线所带的馈线出口负荷，对于单联络线路，fm等于 馈线段负荷Fm,对于多联络线路，fm等于馈线m分成的馈线段负荷之和;Pi表示主变i所带的 负荷;trti康示主变i发生N-I时转带给主变j的负荷量;RFk<m>为馈线k容量，也表示馈线m和 馈线k有转带关系，馈线m发生N-I后将负荷转带到馈线k上;咕表示主变j额定容量;Tl表示主 变i ;FmETi,表示馈线m出自主变i的对应母线;fk表示第k号馈线所带出口负荷;Pj表示主变 j的额定容量。
[0025] 本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明提出了基于蒙特卡罗仿真的DSSR体 积方法，能有效比较同等规模配电网的体积大小;并定义了 DSSR高效运行区的体积，计算高 效运行区域的体积W及高效运行区域在整个DSSR体积中的占比，用于进一步评价配电网安 全高效运行的有效范围的大小。通过算例的验证，表明了体积能有效地反映 DSSR的优劣;体 积较大电网的安全运行范围更大，各负荷增长方向上的安全裕量更均衡。因此DSSR体积是 反映配电网安全性能的新指标，在规划运行中都具有应用价值。例如:在规划中TSC接近时， 应选择DSSR体积较大的方案。
【附图说明】
[0026] 图1为一种基于安全域体积的配电网N-I安全运行范围的评价方法的流程图；
[0027] 图2为DSSR及高效运行区域的体积算法流程图；
[002引图3为配电网A的结构图；
[0029] 图4为配电网B的结构图。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步 地详细描述。
[0031] 本方法基于现有安全域模型W，研究了配电网安全域的体积，DSSR体积定义为配 电网安全运行范围的大小，并利用DSSR体积和负荷总量高于某阀值的高效运行区域的体 积，来评价配电网的N-I安全运行范围。本方法借鉴高维空间中复连通区域体积的计算方 法直接计算得到DSSR体积，与工作点选取无关，本方法能够客观地反映配电网N-I安全 运行范围的大小，下面结合附图详细的描述本方法。
[0032] 实施例1
[0033] -种基于安全域体积的配电网N-I安全运行范围的评价方法，参见图1，该评价方 法包括W下步骤：
[0034] 101:获取配电网的N-I安全域模型；
[0035] 102:根据配电网的N-I安全域模型计算DSSR体积、W及高效运行区域的体积。
[0036] 其中，配电网的N-I安全域模型是基于馈线互联关系、并同时计及主变N-I和馈线 N-I的安全域模型。
[0037] 其中，上述步骤102根据配电网的N-I安全域模型计算DSSR体积、W及高效运行区 域的体积的步骤具体为：
[0038] 调用随机函数子程序，每调一次产生一个服从于[0，C]的工作点W= (Fi，F2，---， Fn)，并对工作点W进行N-I仿真；
[0039] 判断工作点W是否安全；如果安全，安全点的个数V就增加1，重复上述过程Total 次。
[0040] 综上所述，本发明实施例给出了一种运用配电网安全域体积评价，满足主变N-I和 馈线N-I安全运行范围的方法。通过本方法可W得到配电网的安全域体积W及高效运行区 域的体积，从而反映配电网N-I安全运行范围的大小，W此来评价配电网安全性能的优劣。
[0041 ] 实施例2
[0042] 下面结合图I和图2、具体的计算公式对实施例1中的方案进行详细的介绍，详见下 文描述：
[0043] 201:获取配电网的N-I安全域模型；
[0044] 本发明实施例基于馈线互联关系，并同时计及主变N-I和馈线N-I的安全域模型如 下所示：
[0046] 式中，Q DSSR为配电系统安全域;W为工作点化，F2,…，Fm,…，Fn) ,Fm代表馈线m所带 负荷(多联络时为馈线段负荷表示馈线m发生N-I时转带给馈线k的负荷，等价于工作 点分量中的馈线段负荷Fm;fm表示第m号馈线所带的馈线出口负荷，对于单联络线路，fm等于 馈线段负荷Fm,对于多联络线路，fm等于馈线m分成的馈线段负荷之和;Pi表示主变i所带的 负荷;trti康示主变i发生N-I时转带给主变j的负荷量;RFk<m所馈线k容量，也表示馈线m和 馈线k有转带关系，馈线m发生N-I后将负荷转带到馈线k上;咕表示主变j额定容量;Tl表示主 变i;FmETi，表示馈线m出自主变i的对应母线;fk表示第k号馈线所带出口负荷;門表示主变 j的额定容量。
[0047] 式（1)为馈线负荷等式，描述馈线m的出口负荷等于其馈线段负荷之和。若馈线m是 单联络，则其