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一种基于冒泡模型的中压有源配电网动态重构方法 

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摘要:本发明提供了一种基于冒泡模型的中压有源配电网动态重构方法,本发明的技术方案如下:构造目标函数。确定约束条件。建立时空信息与物理设备的映射关系。构建区域负荷数据模型。构建动态协同优化重构策略。利用配电网运行状态参数及已有数据构建区域负荷数据模型,在满足区域用电基础上优化目标函数求解过程,降低计算的复杂程度,同时优化区域用电模型,为配网接入提供优化方案,提升中压有源配电网动态重构的效率与精度。本发明的技术方案如下:构造目标函数。确定约束条件。建立时空信息与物理设备的映射关系。构建区域负荷数据模型。构建动态协同优化重构策略。

主权项:1.一种基于冒泡模型的中压有源配电网动态重构方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建目标函数,评价配电网运行可靠性、安全性和经济性的指标,所述目标函数为: 式中,m为支路数量;、、分别为10kV熔断器、负荷开关、隔离开关的动作次数;为线路最大电流,为线路电流安全限值;为支路i阻抗,为支路有功,为支路无功,为支路潮流末端电压;步骤2:确定约束条件,首先确定动态重构中压有源配电网内部的物理设备及对应的拓扑关系;其次确定动态重构中压有源配电网与上级电源交互节点;然后确定动态重构中压有源配电网与其他中压配电网交互节点,最后确定物理设备和节点的约束条件;所述约束条件具体如下:约束条件包括经济负载率区间、节点电压、支路电流、潮流、网络拓扑、容量约束;其中,经济负载率区间:;节点电压约束:;支路电流约束:式中,为流过支路的电流最大值;潮流约束:式中,、为分布式电源接入节点i的有功和无功,、为节点i负荷的有功、无功;、为节点i和j的电压;、为节点i和j的电导和导纳;为节点i和j的相角差;拓扑约束:其中,为重构后拓扑;为配电网拓扑集;容量约束:其中,和分别为支路i负荷有功和无功;是支路i可接入最大容量;步骤3:建立时空信息与物理设备的映射关系;首先建立负荷和分布式电源与时间信息的映射关系,将时间与各节点负荷、分布式电源的电压、电流、有功、无功相关联,以5分钟为采样间隔,取1年数据,建立电压-时间、电流-时间、有功-时间、无功-时间的映射曲线;然后将空间信息与配电网内部物理设备和外部节点物理设备相关联,建立包含变压器、线路连接节点、负荷接入节点、分布式电源接入节点空间信息的映射网络,将整个有源配电网覆盖区域按最小设备方格进行分割,并对各方格按设备类型进行编号,所述最小设备即为方格内,包含的设备类型不超过两个,去除无设备方格,以配电网实际连接方式,构建剩余各方格拓扑网络;步骤4:构建区域负荷数据模型,将时空信息与物理设备的映射关系以及事物之间的内在联系和发展变化规律构建成数据模型,对未来的负荷发展做出估计和推测,电力负荷数据模型作为中压有源配电网动态重构的重要数据依据;所述构建区域负荷数据模型具体步骤如下:1)制定区域负荷密度算法,1-1)构建特数据城市空间模型,借助城市地图模型将城市类比拆分为工业区、居民区、商业区、高层建筑;1-2)计算各区块的电力负荷,单位建筑面积负荷取值为规划区内同一类建筑用电归算至10kV电源侧的用电指标,计算负荷的计算公式:P=M×V式中:M为建筑面积,V为单位建筑面积负荷取值,规划区内同一类建筑用电归算至10kV电源侧的用电指标,P为最大负荷,所述M=S×R×D,式中:S为占地面积,R为容积率,即一定地块内,总建筑面积与建筑用地面积的比例;D为建筑密度,即一定地块内所有建筑物的基底总面积与占用地面积的比例;1-3)计算区域总负荷即区域负荷寻优算法,基于大数据算法编写调优完成各地块负荷相加,设定总同时系数取值为0.7~0.9,对当前城市或者指定区域完成用电区域分割,明确每条线路的线路负载率,对线路进行标识,同时建立参数字典进行翻译,记录线路名称,完成对所有区域所属线路范围进行标识,标识规则以主干网优先级最高依次下排;区域合并,将拆分的区域进行合并,合并后的区域称为二级区域;合并原则如下:就近分配,对标识的区域归属范围优先分配,当该线路负载已达安全峰值后不再进行累加,剩余标识区域分配到就近线路中;重定向,当线路分配不合理,两条线路中仍有未分配的负荷时,进行重定向,按区域编号、线路编号,逐个将区域提出归属线路重新进行就近分配,循环计算直到所有区域都被分配在线路中;1-4)对进行结果分析,总线路线路负载未达峰,某些线路存在负载达峰,对线路进行排列拆分,使所有线路负载率均在安全范围内即可输出结果集合;总线路线路负载已达峰,仍有未分配的区域,及时发出预警;2)建立区域负荷数据模型,以步骤3形成的空间信息的映射网络为基础,融入各区块负荷数据,呈现出城市配电网综合分布图;步骤5:当各节点负荷、分布式电源的电压、电流、有功、无功的时间序列不满足步骤2所属的约束条件时,构建动态协同优化重构策略,首先比较含时间信息的中压有源配电网的指标值与约束条件,判断中压有源配电网是否重构;将中压有源配电网物理设备的空间信息做为寻优约束规则,借助负荷数据模型、人工智能算法和冒泡模型实现全局寻优。

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