考虑多元负荷的配电网降损潜力评估方法与流程

本发明涉及本发明涉及配电网降损，具体来说是一考虑多元负荷的配电网降损潜力评估方法。

背景技术：

1、近年来，随着全球经济发展放缓，能源危机的出现以及环境保护要求的日益提高，同时电力深化改革的继续推进，使得电力行业及电力企业的发展面临着新的形势和挑战。安全、优质、经济一直都是电力系统的基本要求。新形势下，电力行业更应从安全、优质和经济三个方面做到统筹兼顾。

2、在电力系统中，配电系统的主要任务就是把从电源或输电网获得的电能分配给不同电压等级的用户，配电系统与用户的联系最直接相关的，所以配电网的发展至关重要。近年来随着，新能源系统的发展与接入，配电网的运行和管理的各方面相关理论都得到了一定的发展。

3、首先配电网网络重构是降低配电网网损和提高供电电压的有效手段。配电网重构就是通过改变配电网分段开关和联络开关的开关状态来实现系统网络结构的调整，以达到降低配电网网损和提升电力系统电压水平的目的。

4、其次在国内配电网中常常通过并联无功补偿技术来降低配电网网损和提高系统电压水平。相关研究表明在某些特定的场合，串联补偿也许是一个不错的选择，有一定的工程应用前景。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于如何考虑综合优化，分别对配电网网络重构、固定串联无功功率补偿建立优化模型并与综合降损模型进行对比，得到最优网损评估方法。

2、本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

3、考虑多元负荷的配电网降损潜力评估方法，所述方法包括以下步骤：

4、s1、考虑单目标优化，对配电网网络重构进行降损潜力评估，以网损最小为目标函数建立优化模型；s2、考虑单目标优化，对配电网固定串联无功补偿进行降损潜力评估，以有功损耗和电压的偏差总和最小为目标函数建立优化模型；s3、考虑多目标优化，根据不同支路的运行状态对配电网进行综合降损潜力评估，建立协调优化的配电网差异化降损规划模型；s4、基于改进差分进化算法对优化模型进行求解得到最小网损值；s5、通过比较网损最小值与当前配电网的网损，得到配电网的降损潜力。

5、进一步的，配电网的负荷考虑包括电动汽车、通信基站在内的多元负荷，具体如下：

6、pev＝p×c×σ     (1)

7、

8、pl总＝pl+ pmc+pc     (4)

9、其中pev表示单个地块充电桩总充电负荷；p为单个充电桩充电功率；c为单个地块充电桩总数；σ为充电桩充电功率需要系数；pl为区域内所有地块充电桩总充电负荷；i为地块总数量；pevi为第i个地块充电桩充电负荷；δ为地块间充电桩充电负荷的同时率；pmc表示通信基站总负荷；s为区域总面积；r为单个通信基站的通信半径，取值范围为100-300m；px为单个基站的功率；pl总为配电网总负荷；pc表示常规负荷。

10、进一步的，配电网进行网络重构时，考虑单目标优化，以网损最小为目标函数，可求得正常运行状态下有功功率最小损耗，具体如下：

11、

12、其中ploss表示正常运行状态下有功功率最小损耗量；n表示支路总数；i表示支路编号；ri为支路的电阻；pi和qi表示注入支路的有功功率和无功功率；ui表示支路注入点的电压幅值；ki表示开关的状态变量。

13、进一步的，以网损最小为目标函数的约束条件包括有功功率、无功功率平衡、线路的电压约束以及支路功率过载的约束，具体如下：

14、

15、uimin＝ui＝uimax                         (8)

16、pimin＝pi＝pimax                          (9)

17、其中pdi表示分布式电源接入节点i的有功功率；qdi为分布式电源接入节点i的无功功率；qli表示节点i负荷的无功功率；ui为节点i的电压；uj为节点j的电压；gij表示节点i和j的电导；bij表示节点i和j的导纳；θij为节点i和j的相角差；uimin、uimax分别表示节点i电压的最小值和最大值；pimin、pimax分别表示支路i最小、最大允许输出功率。

18、进一步的，对配电网进行无功补偿的分项降损潜力评估，采用固定串联补偿进行配电网无功补偿，以有功网络损耗和电压的偏差总和最小为目标函数建立优化模型，具体如下：

19、

20、f＝α1f1+α2f2                       (12)

21、其中，minf1和ploss表示有功损耗最小值；minf2和δu表示电压偏移总和最小量；n表示支路总数；i表示支路编号；pi和qi分别表示注入支路i的有功功率和无功功率；ri表示支路i的内阻；ui表示支路i注入点的电压幅值；α1和α2表示子目标的权重系数，且α1+α2＝1；f表示综合目标函数。

22、进一步的，在确定无功补偿降损潜力目标函数后，需考虑有功、无功功率平衡及电压约束、支路过载约束、电容的容量和数目的约束，具体如下：

23、

24、

25、uimin≤ui≤uimax                     (15)

26、si≤simax                         (16)

27、c≤cmax                         (17)

28、其中，pi和qi分别为节点i的输入有功功率、无功功率；simax表示支路i的最大允许容量；cmax表示最大串联的电容数。

29、进一步的，对配电网进行综合降损评估，以配电网母线电压和网损之和最小为目标函数，具体如下：

30、

31、其中，pl总和q分别表示配电网的负荷有功、无功；un表示配电网的额定电压；m和δpoi分别表示配电网的配电变压器总数和第i台配电变压器的铁损；req表示配电网配电变压器负载与线路等值电阻值；u表示配电网运行电压；u1和u2分别表示无功补偿前后的运行电压；和分别表示无功补偿前后配电网功率因数；rl表示配电网单相线路电阻；ua表示线路测量端电压。

32、进一步的，在确定综合降损潜力目标函数后，需考虑安全负载约束、电流越限约束、无功补偿设备约束，具体如下：

33、βmin≤β≤βmax                      (19)

34、iimin≤ii≤iimax                      (20)

35、vimin≤vi≤vimax                      (21)

36、qimin≤qi≤qimax                      (22)

37、其中，βmax和βmin分别表示配电网的变压器运行负载率上限和下限；iimax和iimin分别表示配电网的支路电流上限和下限；vimax和vimin分别表示配电网节点电压的上限与下限；qimax和qimin分别表示配电网无功补偿容量的上限与下限。

38、进一步的，在确定目标函数后，采用改进差分进化算法对目标函数进行求解，得到分项与综合降损方案的网损最小值，具体如下：

39、二进制编码计算公式计算如下：

40、xi＝[xi1，xi2，...xin]                    (23)

41、对应的概率向量计算公式如下：

42、pxi＝[pxi1，pxi2，...pxin]                    (24)

43、初始族群的产生计算公式如下：

44、

45、特定维数变异的计算公式如下：

46、

47、div＝fi-favg                      (27)

48、交叉的计算公式如下：

49、

50、其中，xi表示一个体，即一个解；pxi表示概率向量；u表示变异的个体；fi表示个体i的适应度值；favg表示种群的平均适应度值；vi表示交叉个体；cr为交叉概率。

51、进一步的，在求解出各个方案的配电网网损最小值后，可计算出各个方案的降损潜力，具体如下：

52、

53、其中，δp1表示原始配电网的网损；δp2为降损后配电网的网损，为考虑单目标优化对配电网网络重构的网损值、考虑单目标优化对配电网固定串联无功补偿网损值、考虑多目标优化根据不同支路的运行状态对配电网进行综合网损值的其中一个；ε表示配电网降损潜力。

54、本发明的效果在于：

55、通过构建配电网网络重构和固定串联无功补偿的基本模型与协调优化的配电网差异化综合降损规划模型，得出各个降损方案配电网网损最小值，与现在的配电网网损进行比较，得出配电网的综合降损潜力。