CN120222369A 一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法

(19)国家知识产权局地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号司33200H02J3/06(2006.01)生成表示柔性互联装置安装位置和端口容量的变量矩阵及柔性互联装置规划的约束条件，获取可能的柔性生成表示柔性互联装置安装位置和端口容量的变量矩阵及柔性互联装置规划的约束条件，获取可能的柔性互联装置的规划方案集合求解配电网虚拟潮流模型，得到配电网中各条线路对于低压台区节点的虚拟潮流，计算低压台区在未接入型将配电网故障集划分成修复失电故障集、切换失电故障集和无缝故障集对每个柔性互联装置的规划方案，计算两端台区的失电指标修正值和转供后的失电指标对每个柔性互联装置的规划方案，计算转供后各失电种类对应的用户数基于可能的柔性互联装置规划方案集合，以失电损失成本最小为目标函数，求解低压台区柔性互联装置的最优规划方案本发明公开了一种考虑可靠性提升的低压N-1故障集，以用户为最小转供单位求解柔性互柔性互联装置选址定容规划方法能够有效提升21.一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法，其特征在于，包括：生成表示柔性互联装置安装位置和端口容量的变量矩阵及柔性互联装置规划的约束条件，获取柔性互联装置的规划方案集合；其中，柔性互联装置规划的约束条件包括安装数量约束，安装容量约束和转供功率约束；求解配电网虚拟潮流模型，得到配电网中各条线路对于低压台区节点的虚拟潮流，计算低压台区在未接入柔性互联装置情况下的失电指标；对每个柔性互联装置的规划方案，按台区用户失电类型将配电网线路N-1故障集划分成修复失电故障集、切换失电故障集和无缝故障集；对每个柔性互联装置的规划方案，计算两端台区的失电指标修正值和转供后的失电指对每个柔性互联装置的规划方案，计算转供后各失电种类对应的用户数；对每个柔性互联装置的规划方案，在以用户为最小单位进行故障负荷转供的情况下，计算整个配电网的可靠性指标；以失电损失成本最小为目标函数，求解低压台区柔性互联装置的安装位置和容量，完成考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，故障集的划分依据具体为：当配电网中单一线路发生N-1故障时，由于配电网拓扑和开关位置影响，不同台区会承受不同种类的失电；其中，修复失电指台区在故障修复完成后恢复供电，切换失电指台区在隔离开关完成切换后恢复供电，无缝指台区不受故障影响；修复失电故障集为：式中，平，代表使节点s承受修复失电的线路集合，f;,s为线路ij对于节点s的虚拟潮流变量；切换失电故障集为：式中，代表使节点s承受切换失电的线路集合，YS代表与馈线上游变电站直接相连的节点集合，,代表与节点i'直接相连的节点集合；无缝故障集为：式中，V代表故障时不影响节点s的线路集合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算低压柔性互联装置两端的台区失电指对于互联台区一端修复失电，一端切换失电的情况，修复失电台区的失电时间减少，不改变失电次数失电时间的修正值为：3式中，为线路ij的故障率，t和，分别代表线路ij发生故障需要的平均修复时间和对于互联台区一端修复失电，一端无缝的情况，修复失电台区的失电时间和次数均减对于互联台区一端切换失电，一端无缝的情况，切换失电台区的失电时间和次数均减4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算转供后各失电种类对应的用户数，包4平均供电可用率和缺供电量期望值NC,代表台区s的总用户数，,和分别代表台总负荷量。式中：代表节点i和j对应台区的低压柔性互联联络变量，有互联装置为1,反之为05式中：PP.代表台区p中被转供至台区q的负荷功率，S代表台区q在故障情况下的配变容量。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以失电损失成本最小为目标函数，求解低压台区柔性互联装置的安装位置和容量，包括：目标函数为：式中：F₁代表目标函数，CE和C分别代表年均失电量损失成本和年均失电次数损失成式中：Ce代表单位失电量的平均损失系数，C代表单位失电次数的平均损失系数。以柔性互联装置安装成本为目标函数，对得到的结果进行二次优化，求解得到最终的柔性互联装置最优安装位置和容量，包括：分别代表柔性互联装置投资成本年均折算值和柔性互联装置年运维成本；式中：Cc代表单位容量柔性互联装置的建设成本，d代表贴现率，y代表柔性互联装置的使用年限，C,代表单位容量柔性互联装置的年运维成本。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任一项所述的一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法。10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法。6一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法技术领域[0001]本发明属于配电网规划技术领域，具体涉及一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法。背景技术[0002]配电网作为电力系统的重要组成部分，直接面向终端用户，其运行状态直接影响用户的用电体验。近年来，分布式发电(如太阳能、风能等)的快速发展为配电网带来了新的机遇与挑战。分布式电源的接入虽然能够提高能源利用效率、减少碳排放，但也给配电网的电压控制、潮流分布和供电可靠性带来了复杂的影响。此外，随着电动汽车、储能设备等新型负荷的大量接入，配电网的负荷特性和运行状态变得更加复杂多变。然而，传统配电网存在一些固有缺陷，如网络结构相对固定、供电可靠性较低、分布式电源接入能力有限等，难以满足现代电力系统对高可靠性的需求。低压柔性互联装置的安装数量和安装位置较为灵活，其调节作用与所连台区的位置及负载特征有密切关系，因此，合理规划低压柔性互联装置的接入方案对提升配电网供电可靠性具有重要意义。[0003]目前，配电网可靠性评估的主要方法分为解析法和模拟法两类。解析法主要根据已有的线路可靠性数据，如故障率等，通过计算显式表达式的方式得到可靠性指标。解析法的求解精度高，但已有的可靠性解析计算方法并未涉及柔性互联装置接入情况。模拟法主要通过随机模拟的方式，进行大量重复试验，近似得到配电网的各项可靠性指标，例如蒙特卡洛模拟法、贝叶斯网络时序模拟法等。模拟法的评估速度较快，但求解结果的准确性依赖收敛精度，特别对于配电网中存在需要考虑的局部因素，例如低压台区柔性互联装置时，模拟法求解的结果随机性较大，无法稳定反映部分台区的可靠性指标。发明内容[0004]本发明解决的问题针对已有可靠性评估方法的不足，提出了一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法，用以解决当前难以准确评估低压柔性互联装置对配电网可靠性提升作用的问题，能够更合理地在安装低压台区柔性互联装置的情况下评估系统可靠性，并为低压台区柔性互联装置的规划和建设提供参考。[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种考虑可靠性提升的低压台区柔[0006]生成表示柔性互联装置安装位置和端口容量的变量矩阵及柔性互联装置规划的约束条件，获取柔性互联装置的规划方案集合；其中，柔性互联装置规划的约束条件包括安装数量约束，安装容量约束和转供功率约束；[0007]求解配电网虚拟潮流模型，得到配电网中各条线路对于低压台区节点的虚拟潮流，计算低压台区在未接入柔性互联装置情况下的失电指标；[0008]对每个柔性互联装置的规划方案，按台区用户失电类型将配电网线路N-1故障集划分成修复失电故障集、切换失电故障集和无缝故障集；7[0009]对每个柔性互联装置的规划方案，计算两端台区的失电指标修正值和转供后的失电指标；[0010]对每个柔性互联装置的规划方案，计算转供后各失电种类对应的用户数；[0011]对每个柔性互联装置的规划方案，在以用户为最小单位进行故障负荷转供的情况[0012]以失电损失成本最小为目标函数，求解低压台区柔性互联装置的安装位置和容量，完成考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法。[0014]当配电网中单一线路发生N-1故障时，由于配电网拓扑和开关位置影响，不同台区会承受不同种类的失电；其中，修复失电指台区在故障修复完成后恢复供电，切换失电指台区在隔离开关完成切换后恢复供电，无缝指台区不受故障影响；[0017]式中，中代表使节点s承受修复失电的线路集合，fj,为线路ij对于节点s的虚拟潮流变量；[0020]式中，V代表使节点s承受切换失电的线路集合，YS代表与馈线上游变电站直接相连的节点集合，,代表与节点i'直接相连的节点集合；[0023]式中，中代表故障时不影响节点s的线路集合。[0025]对于互联台区一端修复失电，一端切换失电的情况，修复失电台区的失电时间减少，不改变失电次数失电时间的修正值为：[0027]式中，1为线路ij的故障率，tB和，分别代表线路ij发生故障需要的平均修复时间和切换时间，中FD代表柔性互联的台区集合；[0028]对于互联台区一端修复失电，一端无缝的情况，修复失电台区的失电时间和次数均减少失电时间和次数的修正值分别为：89的配变容量。[0063]目标函数为：在由计算机处理器执行时实现上述的一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划压柔性互联装置接入情况下配电网N-1故障分析方法的空缺；其次，以用户为最小转供单11线路N-1故障情况下的失电指标。[0083]进一步的，基于划分后的N-1故障集，计算柔性互联装置接入情况下各台区用户的失电指标，便于评估特定故障下柔性互联装置对负荷的转供能力。[0084]进一步的，基于可靠性成本和柔性互联装置安装成本，对低压台区柔性互联装置的安装位置和容量进行规划，可以在配电网可靠性最优的前提下，得到经济性最优的安装位置和容量，帮助技术人员形成合理的柔性互联装置安装方案。[0085]综上所述，本发明考虑了故障下不同失电类型台区之间用户级的负荷转供，能够精确衡量低压柔性互联装置的故障转供作用，同时提出的低压台区柔性互联装置选址定容规划方法有效提升了低压台区柔性互联规划的准确性，具有良好应用前景。附图说明[0086]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0087]图1为本发明实施例提供的一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法流程框图；[0088]图2为本发明实施例中基于IEEE-RBTS-BUS6-F4算例构造的配网结构图；[0089]图3为本发明实施例中规划前后各台区节点年均失电次数对比图；[0090]图4为本发明实施例中规划前后各台区节点年均失电时间对比图。具体实施方式[0091]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施素、组件和/或其集合的存在或添加。[0093]应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。[0094]还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下[0095]本发明根据台区失电种类划分了线路N-1故障集，通过分析低压台区柔性互联装置转供方式，提出了一种考虑可靠性提升的低压台区柔性互联装置规划方法，有助于评估配电网柔性互联改造的可靠性收益，制定柔性互联装置的最优安装方案。参见图1,该方法[0099]式中：,代表节点i和j对应台区的低压柔性量。[0116]式中，V代表与节点i直接相连的节点集合；Ψ;代表与节点j直接相连的节点集合；8is代表对于节点s,变电站注入节点i的虚拟潮流变量；L代表[0144]式中，,代表使节点s承受修复失电的线路集合，fis为线路ij对于节点s的虚拟潮流变量。[0147]式中，代表使节点s承受修复失电的线路集合，中s代表与馈线上游变电站直接[0154]式中，为线路ij的故障率，t場和t分别代表线路ij发生故障需要的平均修复时电的用户数，NCp代表台区p的总用户数，代表台区p受台区p和q间互联函数为：损失成本。[0202]表1规划前后的成本成本类型规划后年均失电量损失/万元年均失电次数损失/万元00总可靠性成本/万元总FID成本/万元0[0204]表2规划前后的可靠性指标指标类型规划后[0205]最优FID接入位置和容量如表3所示：节点37-节点52节点41-节点53[0207]规划前后，各台区节点的年均失电次数和失电时间分别如图3和图4所示。[0208]综上所述，本发明考虑了故障下不同失电类型台区之间用户级的负荷转供，提出了一种考虑可靠性的低压台区柔性互联装置选址定容规划方法，可以帮助评估配电网柔性互联改造对可靠性提升的效果，制定柔性互联装置的最优安装方案。[0209]与前述一种考虑配电网供电能力的低压台区柔性互联规划方法的实施例相对应，本发明还提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器，用于实现上述实施例中的一种考虑配电网供电能力的低压台区柔性互联规划方法。[0210]装置实施例可以通过软件实现，也以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在任意具备数据处理能力的设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的从硬件层面在的任意具备数据处理能力的设备通常根据该任意具备数据处理能力的设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。[0211]上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的[0212]对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。[0213]本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现上述实施例中的一种考虑配电网供电能力的低压台区柔性互联规划方法。[0214]所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元，例如硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是任意具备数据处理能力的设备，例如所述设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(SmartMediaCard,SMC)、SD卡、闪存卡(FlashCard)等。进一步的，所述计算机可读存储介质还可以既包括任意具备数据处理能力的设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述任意具备数据处理能力的设