一种配电网动态重构中的时段划分方法

技术领域

本发明涉及配电网动态重构领域，尤其是涉及一种配电网动态重构中的时段划分方法。

背景技术

目前配电网动态重构大多依据配电网负荷特性进行时段划分，大致可分为两类，第一类从实际负荷考虑，能充分考虑负荷实际波动情况，采用模糊聚类法或隶属度划分法，对各负荷时间段进行合并，重构时段依据负荷密集度或大小来区分；第二类从重构结果考虑，能充分考虑重构目标函数或系统运行状态的指标，一般以网损、电压偏移或负荷均衡度等为重构指标，通过各个时间段内重构指标大小或开关动作状态是否一致来确定最终重构时段。

以上两类方法，第一类能反应负荷实际情况，但重构结果缺少对系统运行状态的监控，当存在分布式电源等因素时，会对最终时段划分结果产生一定影响；第二类往往需要预设多个重构时段，存在一定主观性，而且重构次数较多，比较繁琐。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高重构时段划分的准确性和实用性的配电网动态重构中的时段划分方法，应用一般配电网网络重构中，包括含分布式电源的配电网重构过程中，针对以往配电网重构时段划分方法，考虑分布式电源对配电网重构影响，同时兼顾实际负荷变化和系统运行指标，提高重构时段划分的准确性和实用性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种配电网动态重构中的时段划分方法，包括以下步骤：

1)获取重构的关键指标和各关键指标的权重系数，构建重构目标函数F；

2)依据负荷曲线对重构时段进行初步时段划分，得到N*个初步划分时段；

3)依据重构目标函数F和标准差阀值S*，在N*个初步划分时段的基础上，进行二次时段划分，得到二次时段划分结果；

4)依据配电网实际运行条件对标准差阀值S*进行修正，并重复执行步骤3)和步骤4)，直至得到最优标准差阀值；

5)将标准差阀值S*设为最优标准差阀值，并返回执行步骤3)，将得到的二次时段划分结果作为最终时段划分结果。

进一步地，所述的重构目标函数F的表达式为：

其中，H

进一步地，所述的初步时段划分具体包括以下步骤：

21)设定间隔周期ΔT，将整个时间区间化分为N个时间段；

22)根据等效负荷曲线变化率，将整个时间区间划分为上升区间和下降区间；

23)计算相邻时间段累计偏差阀值ΔP；

24)依次计算相邻时间段的负荷值之间的累计偏差量Δ，并依据累计偏差阀值ΔP判断是否将相邻时间段合并，得到N*个初步划分时段。

更进一步地，所述的累计偏差阀值ΔP的计算式为：

所述的累计偏差量Δ的计算式为：

Δ＝|P

式中：P

更进一步地，所述的步骤2)中，所依据的负荷曲线为等效负荷曲线，所述的等效负荷曲线通过分布式电源出力曲线与日负荷预测曲线叠加得到，所述的时间段的负荷值为等效负荷曲线中该时间段内的负荷均值。

进一步地，所述的步骤24)中，若相邻两时间段的负荷值之间的累计偏差量Δ小于累计偏差阀值ΔP，则将该相邻两时间段合并。

进一步地，所述的步骤3)具体包括：

31)计算N*个初步划分时段中第1个时段和第2个时段的标准差S；

32)若该标准差S小于标准差阀值S*，则将第1个时段和第2个时段合并，并执行步骤33)，否则执行步骤34)；

33)计算第1个时段、第2个时段和第3个时段的标准差S，若该标准差S小于标准差阀值S*，则将第1个时段、第2个时段和第3个时段合并，否则执行步骤35)；

34)计算第2个时段和第3个时段的标准差S，若该标准差S小于标准差阀值S*，则将第2个时段和第3个时段合并，否则执行步骤35)；

35)按照步骤31)-步骤34)的方式依次对N*个初步划分时段中剩下的时段进行划分，得到二次时段划分结果。

进一步地，所述的标准差S的计算公式为：

其中，N

进一步地，所述的步骤4)中，对标准差阀值S*进行修正具体包括：

41)初始化标准差阀值S*，并得到该标准差阀值S*对应的二次时段划分结果的时段数；

42)获取调整系数w，所述的调整系数w为标准差阀值S*对应的二次时段划分结果的时段数与配电网实际允许重构次数的最大值的比值；

43)利用调整系数w对标准差阀值S*进行修正，得到更新后的标准差阀值。

进一步地，所述的对标准差阀值S*进行修正的公式为：

S

式中：L为当前标准差阀值S*对应的二次时段划分结果的时段数，L

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明在根据负荷曲线进行初步时段划分时，考虑到了分布式电源出力影响，同时初步时段划分大大减少了以往仅根据配电网指标划分时段时需要预设时段的次数，提高了时段划分的效率；

2)本发明在初步时段划分的基础上以系统运行指标为划分依据再次进行时段划分，避免了仅仅依靠负荷曲线划分带来的不精准性，两次时段划分则兼顾了实际负荷变化特性和配电网系统运行指标，提高重构时段划分的准确性和效率；

3)本发明考虑到配电网开关操作次数限制，引入调整系数对重构时段进行修正，以进一步满足配电网实际需求，提高了本发明实用性。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图；

图2为含分布式电源的IEEE33节点配电网络拓补图；

图3为实施例中配电网动态重构时段划分结果；

图4为重构之后综合指标曲线与未重构的综合指标曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

本发明提供的配电网动态重构中的时段划分方法具体包括以下步骤：

步骤S1：确定重构目标函数，即重构综合评价指标：

配电网运行过程中，网络损耗、电压偏移、弃电率等都是可能需要考虑的指标，因此首先需要根据实际情况设定所需要考虑的指标即关键指标H

式中：f

步骤S2：依据负荷曲线对重构时段进行初步时段划分：

考虑分布式电源影响，将分布式电源看作负的负荷，将分布式电源出力曲线与日负荷预测曲线叠加得到等效负荷曲线，利用等时间间隔划分方式，以ΔT为间隔周期将整个时间区间化分为N个时间段，每个时间段内负荷为该时段均值。

划分的过程具体包括：

首先根据等效负荷曲线变化率将整个时段划分为上升区间和下降区间，将极大值和极小值点作为时段划分时刻点或者取其附近时刻点划分，避免将间隔周期ΔT分割；

然后设定相邻时段累计偏差阀值为ΔP，从第1个时间段开始，若第2个时间段相对第1个时段的累计偏差量Δ小于累计偏差阀值ΔP，则合并到第1个时间段，反之则不合并，这样依次比较相邻时间段累计偏差量Δ与累计偏差阀值ΔP的大小，判断是否合并，直到N个时段全部划分完成，得到N*个初步划分时段。

Δ＝|P

式中：P

步骤S3：依据重构目标函数，在初步划分时段N*的基础上，再次进行时段划分，确定最终时段划分：

在N*个初步划分时段的基础上，以重构目标函数F为划分标准，由重构算法依次求得各初步划分时段重构最优结构下的目标函数值F

N

步骤S4：依据配电网实际运行条件对最终时段划分结果进行修正：

考虑到实际配电网最大重构次数和开关操作次数限制，标准差阀值S*的取值会直接影响最后重构次数，因此需要对标准差阀值S*进行合理调整和修正，为此引入调整系数w对标准差阀值S*进行优化，具体操作如下：

首先对标准差阀值S*进行初始化，得到初始重构次数，并与电网允许重构次数的最大值进行比较，然后按如下公式进行逐步调整，可得到标准差阀值S*的合理调整区间及最优取值：

S

式中：L和L

本实施例中，用IEEE33节点配电网系统为例验证本发明方法，该网络电压额定值为12.66kV，整个网络负荷为3715kW+j2300 kVar，开关初始状态位置为34、35、36、37、38断开，剩下开关全部闭合，节点14处接入装机容量500kW的光伏电源DG1，并按PI节点处理，节点29处接入容量为500kW的风力机组DG2，并按PQ节点处理，网络拓扑结构如图1所示，重构目标函数F的关键指标H

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。