基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法及装置，该方法包括设置输入配电网结构元件，并确定馈线节点上可安装终端的位置数量M及终端故障率，设置配电终端布局的约束条件及目标函数，所述约束条件为供电可靠性指标及投入产出比，所述目标函数为设备投资等年值综合费用最优值；根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的三遥及二遥重要度并排序，确定某一二遥终端及三遥终端安装数量组合中二遥终端及三遥终端的安装位置，并计算对应的目标函数及约束条件；选择满足约束条件且目标函数最小的布局结果作为最终的终端布局方案能够使配电终端布局更合理与更可靠。端布局更合理与更可靠。端布局更合理与更可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法及装置


[0001]本专利技术涉及配电自动规划领域，尤其涉及一种基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法及装置。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，配电网供电可靠性的要求越来越高，配电自动化终端(三遥、二遥)可以实现快速定位故障、隔离故障和缩短停电时间。如何选择配电终端布点的位置，用较少的投资实现更高的供电可靠性是配电自动化建设规划中需要研究的一个重要问题。
[0003]针对配电自动化终端优化布局问题，目前国内外学者已经进行了一系列研究。国家电网公司出台的《配电自动化规划设计技术导则》中规定，应根据可靠性需求、网架结构和设备状况，合理选用配电终端类型。对关键性节点，如主干线联络开关、必要的分段开关，进出线较多的开关站、环网单元和配电室，宜配置“三遥”终端；对一般性节点，如分支开关、无联络的末端站室，宜配置“二遥”终端。在运用上述方案进行终端布局时，关键性节点及一般性节点的界定存在主观性，工作人员只能根据工作经验得出大致的布局方案。一些方案提出了在假设用户均匀的条件下，从供电可靠性及投入产出比的角度分析每条馈线需要配置的“三遥”、“二遥”终端数量。对于大规模配电网的终端数量规划具有指导意义。另外，一些方案中还建立了以等年值总费用最小为目标函数，供电可靠性要求为约束条件的配电自动化终端布局模型，并采用遗传算法求解该模型。此外，还有一些方案提出了在假设馈线中的分段开关都会安装终端的前提下，首先确定使目标函数最低的“二遥”、“三遥”终端数量，然后根据各节点的重要度排序依次选择各节点安装终端类型。
[0004]然而，源于通信网络应用中的节点重要度方法在对节点进行重要度评估时是静态的对每个节点进行评价，而配电网的终端节点某个终端节点进行配置以后必然对剩余节点的重要度产生影响，现有的针对配电自动化终端规划的研究应用中并没有考虑到这一点；加上，配电自动化终端作为二次网架设备也会发生故障并对配电网可靠性指标产生影响。
[0005]有鉴于此，有必要对目前配电终端的布局方法的技术进行进一步的改进。

技术实现思路

[0006]为解决上述至少一技术问题，本专利技术的主要目的是提供一种于终端故障及关联关系的配电终端布局方法及装置。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为：提供一种基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，包括：
[0008]设置输入配电网结构元件，并确定馈线节点上可安装终端的位置数量M 及终端故障率，所述配电网结构元件包括二遥终端及三遥终端；
[0009]设置配电终端布局的约束条件及目标函数，所述约束条件为供电可靠性指标及投入产出比，所述目标函数为设备投资等年值综合费用最优值；
[0010]根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的三遥及二遥重要度并排序，确定某一二遥终端及三遥终端安装数量组合中二遥终端及三遥终端的安装位置，并计算对应的目标函数及约束条件；
[0011]选择满足约束条件且目标函数最小的布局结果作为最终的终端布局方案。
[0012]其中，所述根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的三遥重要度，具体包括：
[0013]获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值 D
Rn
(j)；
[0014]获取第n个已安装三遥中有单个故障时对待选点为j的重要度的影响值
[0015]计算第n个三遥安装在待选点为j的重要度
[0016][0017][0018]其中，S
n
‑1为第n次三遥选点时，已选的n
‑
1个点集合，n为大于1的整数，j为大于等于1的整数，a为三遥发生故障的概率，表示在选取第n 个三遥时，已安装的三遥s发生故障对待选点j重要度的影响值。
[0019]其中，所述获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Rn
(j)中，某位置三遥重要度定义为在该位置配置三遥终端后，不同馈线段发生故障时，停电时间由t2+t3缩短为t1的负荷量的加权和，第n个三遥安装在待选点为j的重要度D
Rn
(j)的计算公式如下：
[0020][0021]其中，n
L
表示馈线段数量，p
i
表示第i段线路发生故障的概率；T
Rn
(i，j)表示负荷影响矩阵中的元素，P
k
表示第k个负荷点的平均功率。
[0022]其中，所述根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的二遥重要度，具体包括：
[0023]获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值 D
Mn
(j)；
[0024]获取第n个已安装二遥中有单个故障时对待选点为的重要度的影响值
[0025]计算第n个二遥安装在待选点为j的重要度
[0026][0027][0028]其中，S
n
‑1为第n次二遥选点时，已选的n
‑
1个点集合，n为大于1的整数， j为大于等于1的整数，a为二遥发生故障的概率，表示在选取第n个二遥时，已安装的二遥s发生故障对待选点j重要度的影响值。
[0029]其中，获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Mn
(j)中，某位置二遥重要度定义为，在该位置配置二遥终端后，在不同馈线段发生故障时，停电
时间减小的负荷量的加权和，第n个待选点为j位置的二遥安装重要度影响值D
Mn
(j)的计算公式如下，
[0030][0031]其中，T
Mn
(i，j)是定位区域影响矩阵中的元素，L
k
表示第k段馈线的长度， L
total
为该馈线的总长度，p
locate
为自动故障隔离区与人工故障隔离区间的负荷总量，取决于三遥终端的安装情况。
[0032]其中，所述目标函数为设备投资等年值综合费用最优值，具体为：
[0033]obj.min(C
E
+C
M
+C
I
)，
[0034]其中，C
E
为设备投资等年值费用，C
M
为设备年运行维护费用，C
I
为用户年停电损失费用，其中，设备投资等年值费用C
E
的计算公式如下：
[0035][0036]其中，M为设备二遥终端及三遥终端数量，N
K
表示第k种终端设备的安装数量，C
ZK
表示第k种终端设备的单价，i为贴现率，n
K
为第k种设备的使用年限；
[0037]运行年运行维护费用C
M
以设备投资年等值费用的百分比给出，α为比例系数，
[0038]C
M<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，其特征在于，所述基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法包括：设置输入配电网结构元件，并确定馈线节点上可安装终端的位置数量M及终端故障率，所述配电网结构元件包括二遥终端及三遥终端；设置配电终端布局的约束条件及目标函数，所述约束条件为供电可靠性指标及投入产出比，所述目标函数为设备投资等年值综合费用最优值；根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的三遥及二遥重要度并排序，确定某一二遥终端及三遥终端安装数量组合中二遥终端及三遥终端的安装位置，并计算对应的目标函数及约束条件；选择满足约束条件且目标函数最小的布局结果作为最终的终端布局方案。2.如权利要求1所述的基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，其特征在于，所述根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的三遥重要度，具体包括：获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Rn
(j)；获取第n个已安装三遥中有单个故障时对待选点为j的重要度的影响值计算第n个三遥安装在待选点为j的重要度计算第n个三遥安装在待选点为j的重要度计算第n个三遥安装在待选点为j的重要度其中，S
n
‑1为第n次三遥选点时，已选的n
‑
1个点集合，n为大于1的整数，j为大于等于1的整数，a为三遥发生故障的概率，表示在选取第n个三遥时，已安装的三遥s发生故障对待选点j重要度的影响值。3.如权利要求2所述的基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，其特征在于，所述获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Rn
(j)中，某位置三遥重要度定义为在该位置配置三遥终端后，不同馈线段发生故障时，停电时间由t2+t3缩短为t1的负荷量的加权和，第n 个三遥安装在待选点为j的重要度D
Rn
(j)的计算公式如下：其中，n
L
表示馈线段数量，p
i
表示第i段线路发生故障的概率；T
Rn
(i，j)表示负荷影响矩阵中的元素，P
k
表示第k个负荷点的平均功率。4.如权利要求1所述的基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，其特征在于，所述根据二遥终端与三遥终端安装数量组合，以及终端故障率计算各节点的二遥重要度，具体包括：获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Mn
(j)；获取第n个已安装二遥中有单个故障时对待选点为的重要度的影响值计算第n个二遥安装在待选点为j的重要度计算第n个二遥安装在待选点为j的重要度
其中，S
n
‑1为第n次二遥选点时，已选的n
‑
1个点集合，n为大于1的整数，j为大于等于1的整数，a为二遥发生故障的概率，表示在选取第n个二遥时，已安装的二遥s发生故障对待选点j重要度的影响值。5.如权利要求4所述的基于终端故障及关联关系的配电终端布局方法，其特征在于，获取第n个不考虑故障且安装在待选点为j时，停电时间减少负荷值D
Mn
(j)中，某位置二遥重要度定义为，在该位置配置二遥终端后，在不同馈线段发生故障时，停电时间减小的负荷量的加权和，第n个待选点为j位置的二遥安装重要度影响值D
Mn
(j)的计算公式如下，其中，T
Mn
(i，j)是定位区域影响矩阵中的元素，L<...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丹，张琳娟，郝建国，郭剑黎，郭祥富，许长清，张平，郑征，郭璞，邱超，韩军伟，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：