一种提升配变利用效率的资产优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种提升配变利用效率的资产优化配置方法，包括如下步骤：将待调配区域内的配变按预设容量等级分为小容量配变A组和大容量配变B组；根据预设条件和年最大负载率计算结果对小容量配变A组和大容量配变B组中的配变进行筛选；基于筛选结果，计算调配后A组和B组中配变的全年负载率曲线，进而获取调配后每台配变的年合理运行时长；构建合理运行时长矩阵；在矩阵中搜索合理运行时长最大时的配变组合，得到第一层次优化结果；在第一层次优化结果中，寻找配变运输距离最小的组合，作为最终优化配置组合结果。本发明专利技术的方法，能够在保障电网安全运行的同时，提升配变资产的利用效率和设备投资的回报率。

【技术实现步骤摘要】
一种提升配变利用效率的资产优化配置方法
本专利技术涉及智能电网底层技术，尤其是涉及配电变压器容量的优化配置方法。
技术介绍
配电变压器，简称配变，是用于配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。考虑到未来用电负荷增长，配电网在规划建设时，配电变压器的容量通常留有较大的裕度。另外，出于电网安全运行考虑，配变在数量上也存在较大冗余。这导致现存大量配变长期处于非合理运行状态，损耗较大。同时，部分台区负荷增长迅速，当前的配变容量不能满足用电需要，有较高的重过载风险，存在扩容需求。若将这两类配变进行重新调配，通过移位增容的方式，提高重过载台区的配变容量，可以在保障电网安全运行和用电需要的同时，减少配变增容投资，提升配变整体利用效率。配变资产优化配置首先是一个组合优化问题。组合优化是运筹学中经典的问题，目标是在所有可行状态中，寻找目标函数取最小值的最优状态组合。在配变资产优化配置问题中，即为寻找配变容量和台区负荷之间的最优组合，通过对调相应台区的配变，实现配变负载率的整体优化。其次，配变资产优化配置需要兼顾安全目标和经济目标，是一个多目标优化问题。多目标优化问题中，存在两个及以上优化目标。分层求解是多目标优化问题中常用的求解方法。这种方法首先根据目标函数的重要性排序，决定求解顺序，然后逐层求解后选取各个解空间的交集，作为最终的解。配变资产优化配置问题中的安全目标为：优化配置后配变的整体合理运行时长最大。最大负载率不超出合理运行区间的上限为约束条件。配变资产优化配置问题中的经济目标为：移位增容改造执行中，配变的运输距离最小。另外，安全性目标的优先级要高于经济目标。
技术实现思路
为求解上述优化配置问题，实现提升配变资产利用效率的目的，本专利技术提供了一种提升配变利用效率的资产优化配置方法。本专利技术采用了如下技术方案实现其技术目的：一种提升配变利用效率的资产优化配置方法，用于预定区域内不同台区间配变的重新调配，包括如下步骤：S1、将待调配区域内的配变按预设容量等级分为小容量配变A组和大容量配变B组，同一组别内配变容量等级相同；S2、根据预设条件对小容量配变A组和大容量配变B组中的配变进行预筛选；S3、基于预筛选结果，根据调配前A组和B组中每台配变的年最大负载率计算调配后每台配变的年最大负载率，并根据计算结果对待调配的配变进行筛选；S4、基于筛选结果，根据调配前A组和B组中配变的全年负载率曲线计算调配后A组和B组中配变的全年负载率曲线，进而获取调配后每台配变的年合理运行时长；S5、基于计算得到的调配后每台配变的年合理运行时长构建合理运行时长矩阵；S6、在所述合理运行时长矩阵中，搜索合理运行时长最大时的配变组合，得到第一层次优化结果；S7、在第一层次优化结果中，寻找配变运输距离最小的组合，作为最终优化配置组合结果。进一步的，步骤S1中，所述小容量配变A组和大容量配变B组的预设容量等级满足1.5VA≤VB≤2.5VA。进一步的，步骤S2具体包括：从小容量配变A组中筛选出全年最大负载率超过80％的配变，从大容量配变B组中筛选出全年最大负载率小于30％，且投运年限在5年至10年的配变。进一步的，步骤S3中，调配后A组和B组中每台配变的年最大负载率计算方法如下：其中，lmaxA和lmaxB分别为调配前A组和B组中每台配变的年最大负载率；筛选方法为：判断LmaxA和LmaxB是否超出合理运行区间，若超出，则该台配变退出备选；负载率30％至75％为配变的合理运行区间。进一步的，步骤S4中，调配后A组和B组中配变的全年负载率曲线计算方法如下：其中，和分别为分别为调配前A组和B组中配变的全年负载率曲线，i∈[1,m]，j∈[1，n]，m和n分别为筛选后小容量配变A组和大容量配变B组中配变的台数；调配后每台配变的年合理运行时长为配变负载率在合理运行区间内运行的小时数。进一步的，步骤S5中，构建的合理运行时长矩阵T为m行，n列的矩阵，表达式为：其中，和分别为调配后A组和B组中每台配变的年合理运行时长。进一步的，步骤S6具体包括：将所述合理运行时长矩阵T的初始矩阵记为T1，寻找T1的最大值为TS1，将TS1出现的行列i，j记为数组C1＝[i,j]，然后令T1的第i行和第j列为零，得到新的矩阵记为T2，重复执行上述步骤，直至整个T矩阵变为全零矩阵；此时，数组[C1；C2；……；Ck]即为第一层次优化结果，其中k为重复次数。进一步的，寻找过程中，当矩阵中存在多个TSk时，则将最大值所在的行列换行存储，此时Ck为一个2列多行的矩阵，行数记为h。进一步的，步骤S7具体包括：在第一层次优化结果的基础上，根据Ck的行向量值依次查找配变运输距离，记为数组Dk，Dk的列数为1，行数为h；之后对数组Dk中的值进行排序，保留Dk取最小时的行，记为第j行；删除数组Ck中，除第j行以外的其他行；重复上述步骤，直到Ck变为一维数组，即为最终优化配置组合结果。本专利技术具有的有益的效果是：通过求解多目标优化模型，重新配置现有配变资产，提高配变容量和台区负荷之间的匹配度，可以在保障电网安全运行和用电需要的同时，减少配变增容投资和配变自身损耗，提升配变整体利用效率。附图说明图1为本专利技术的资产优化配置方法实施例的流程步骤图。图2为本专利技术实施例中构造的合理运行时长矩阵。图3为本专利技术实施例中第一层次优化求解流程示意图。图4为本专利技术实施例中第二层次优化求解流程示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的下述实施例为基于本专利技术的技术方案构建的模型或计算机程序实施，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。如图1所示，本实施例的资产优化配置方法包括如下步骤：第一步，输入2组参与调配的配变容量等级及其年负载率序列。确定参与优化的小容量配变A组，和大容量配变B组，同一组别内容量等级相同，分别记为VA，VB。其中，VA与VB为已知量，可提前设定，应当有较大的差异，需相差一倍左右。第二步，筛选符合优化配置条件的配变。从容量等级为VA，VB的所有配变中，挑选符合调换条件的配变，进行后续调配计算。具体的，需从区域内容量等级为VA的配变中，筛选出全年最大负载率超过80％的配变。从区域内容量等级为VB的配变中，筛选出全年最大负载率小于30％，且投运年限在5年至10年的配变。配变调换容量等级调换前，A组和B组配变的年最大负载率分别为lmaxA和lmaxB，容量等级调换后，A组和B组配变的年最大负载率分别为LmaxA和LmaxB。判断LmaxA和LmaxB是否超出合理运行区间，若超出，则该台配变退出备选。经过筛选后，得到符合调换条件的配变，A组配变m台，B组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升配变利用效率的资产优化配置方法，用于预定区域内不同台区间配变的重新调配，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将待调配区域内的配变按预设容量等级分为小容量配变A组和大容量配变B组，同一组别内配变容量等级相同；/nS2、根据预设条件对小容量配变A组和大容量配变B组中的配变进行预筛选；/nS3、基于预筛选结果，根据调配前A组和B组中每台配变的年最大负载率计算调配后每台配变的年最大负载率，并根据计算结果对待调配的配变进行筛选；/nS4、基于筛选结果，根据调配前A组和B组中配变的全年负载率曲线计算调配后A组和B组中配变的全年负载率曲线，进而获取调配后每台配变的年合理运行时长；/nS5、基于计算得到的调配后每台配变的年合理运行时长构建合理运行时长矩阵；/nS6、在所述合理运行时长矩阵中，搜索合理运行时长最大时的配变组合，得到第一层次优化结果；/nS7、在第一层次优化结果中，寻找配变运输距离最小的组合，作为最终优化配置组合结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升配变利用效率的资产优化配置方法，用于预定区域内不同台区间配变的重新调配，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将待调配区域内的配变按预设容量等级分为小容量配变A组和大容量配变B组，同一组别内配变容量等级相同；
S2、根据预设条件对小容量配变A组和大容量配变B组中的配变进行预筛选；
S3、基于预筛选结果，根据调配前A组和B组中每台配变的年最大负载率计算调配后每台配变的年最大负载率，并根据计算结果对待调配的配变进行筛选；
S4、基于筛选结果，根据调配前A组和B组中配变的全年负载率曲线计算调配后A组和B组中配变的全年负载率曲线，进而获取调配后每台配变的年合理运行时长；
S5、基于计算得到的调配后每台配变的年合理运行时长构建合理运行时长矩阵；
S6、在所述合理运行时长矩阵中，搜索合理运行时长最大时的配变组合，得到第一层次优化结果；
S7、在第一层次优化结果中，寻找配变运输距离最小的组合，作为最终优化配置组合结果。


2.如权利要求1所述的提升配变利用效率的资产优化配置方法，其特征在于，步骤S1中，所述小容量配变A组和大容量配变B组的预设容量等级满足1.5VA≤VB≤2.5VA。


3.如权利要求2所述的提升配变利用效率的资产优化配置方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
从小容量配变A组中筛选出全年最大负载率超过80％的配变，从大容量配变B组中筛选出全年最大负载率小于30％，且投运年限在5年至10年的配变。


4.如权利要求3所述的提升配变利用效率的资产优化配置方法，其特征在于，步骤S3中，调配后A组和B组中每台配变的年最大负载率计算方法如下：






其中，lmaxA和lmaxB分别为调配前A组和B组中每台配变的年最大负载率；
筛选方法为：判断LmaxA和LmaxB是否超出合理运行区间，若超出，则该台配变退出备选；负载率30％至75％为...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐冬莲，杨心宜，梅竞成，张建良，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33