本發(fā)明涉及配電網(wǎng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法和配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段裝置。
背景技術(shù)：
：城市中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架由中壓主干線路組成，隨著城市的發(fā)展，負(fù)荷密度不斷提高，中壓主干線路隨著負(fù)荷的拓展而延長(zhǎng)或出現(xiàn)新的分支。單條線路的總故障率隨負(fù)荷和投運(yùn)設(shè)備的增加及線路的延長(zhǎng)而增加，故障率的提高將導(dǎo)致線路可靠性的降低，危及線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，科學(xué)地進(jìn)行城市中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃與改造是十分必要的。提高已投運(yùn)線路可靠性的有效方式就是對(duì)其進(jìn)行分段，即在原有線路上加裝分段開關(guān)，特別是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的分段開關(guān)，其目的是使配電網(wǎng)能夠?qū)ω?fù)荷進(jìn)行區(qū)域性劃分，縮小故障和檢修的區(qū)間，減少因線路故障造成的用戶停電的范圍，并在故障發(fā)生時(shí)通過(guò)切除故障段以減小停電損失，提高線路的可靠性。但是由于分段設(shè)備本身需要投入成本，并且隨著線路上安裝的分段開關(guān)設(shè)備增加，其維護(hù)成本以及設(shè)備故障率都將增大，因此線路安裝的分段開關(guān)數(shù)量是受到限制的，如何平衡其可靠性與經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)很重要的問(wèn)題。而這也是對(duì)線路進(jìn)行最優(yōu)分段的一個(gè)重要目的。進(jìn)一步地，由于不同用戶對(duì)于供電的可靠性要求程度不同，在電改形勢(shì)下，以相同的電價(jià)成本對(duì)所有用戶提供不同可靠性要求的電能并不經(jīng)濟(jì)。如何進(jìn)行規(guī)劃，使得在以最小的設(shè)備投資改造線路以提高局部區(qū)域、用戶對(duì)供電可靠性的要求是十分有意義的。對(duì)線路的最優(yōu)分段的另外一個(gè)目標(biāo)，就是以最經(jīng)濟(jì)的成本使線路整體或局部滿足特定用戶的可靠性要求，提高供電質(zhì)量。此外，對(duì)線路進(jìn)行分段，劃分負(fù)荷區(qū)域，是進(jìn)行配電網(wǎng)重構(gòu)的前提條件。此時(shí)重構(gòu)下的最優(yōu)分段目標(biāo)可以是配電網(wǎng)線損最小或者是負(fù)荷在各分段分布的最優(yōu)化，即負(fù)荷的最優(yōu)均衡化目標(biāo)。在采用模型對(duì)配電網(wǎng)線路進(jìn)行最優(yōu)分段時(shí)，以往的模型主要進(jìn)行兩類建模：一種是在分段數(shù)已知的情況下求解每個(gè)分段長(zhǎng)度，另一種是在分段數(shù)未知的情況下求解分段數(shù)，但需要假設(shè)分段長(zhǎng)度各段相同，即進(jìn)行平均分段。這些模型一般需要分兩次甚至多次進(jìn)行才能獲得分段數(shù)和每個(gè)分段長(zhǎng)度，方案比較復(fù)雜。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中線路最優(yōu)化分段時(shí)方案復(fù)雜的問(wèn)題，提供一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法和裝置，能夠同時(shí)對(duì)分段數(shù)和分段長(zhǎng)度兩個(gè)變量同時(shí)進(jìn)行求解，方案方便簡(jiǎn)單。一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法，包括步驟：獲取待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述配電網(wǎng)線路的相關(guān)參數(shù)；所述配電網(wǎng)線路包括主干線路以及若干條分支線路，所述相關(guān)參數(shù)包括線路參數(shù)、可靠性參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性參數(shù)；將所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述相關(guān)參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，并對(duì)所述配電網(wǎng)線路中不允許設(shè)置分段開關(guān)或必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)的變量賦值；所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型以第一矩陣表示所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以第二矩陣表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和與該分支線路的節(jié)點(diǎn)相連的主干線路的節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)為輸入，以配電網(wǎng)的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度為輸出；在設(shè)置的約束條件下，由所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型計(jì)算出配電網(wǎng)線路的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度。一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述配電網(wǎng)線路的相關(guān)參數(shù)；所述配電網(wǎng)線路包括主干線路以及若干條分支線路，所述相關(guān)參數(shù)包括線路參數(shù)、可靠性參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性參數(shù)；數(shù)據(jù)輸入模塊，用于將所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述相關(guān)參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，并對(duì)所述配電網(wǎng)線路中不允許設(shè)置分段開關(guān)或必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)的變量賦值；所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型以第一矩陣表示所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以第二矩陣表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和與該分支線路的節(jié)點(diǎn)相連的主干線路的節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)為輸入，以配電網(wǎng)的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度為輸出；數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，用于在設(shè)置的約束條件下，由所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型計(jì)算出配電網(wǎng)線路的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度。上述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法和裝置，預(yù)先建立配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，該配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型對(duì)線路節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及分支線路和主干線路的關(guān)聯(lián)關(guān)系抽象為矩陣形式表示，對(duì)分段特征和關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，形成能夠精確解析的數(shù)學(xué)約束，將多變量的求解轉(zhuǎn)化為對(duì)矩陣變量的求解，使得該配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型可以直接采用數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)對(duì)分段數(shù)和分段長(zhǎng)度兩個(gè)變量同時(shí)進(jìn)行求解，得到的結(jié)果無(wú)需修正，可直接應(yīng)用于最優(yōu)分段方案的實(shí)施，從而幫助電網(wǎng)規(guī)劃人員合理地調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，方案方便簡(jiǎn)單。附圖說(shuō)明圖1為一實(shí)施例的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法的流程示意圖；圖2為一實(shí)施例的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案，進(jìn)行清楚和完整的描述。如圖1所示，一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法，包括步驟：s110、獲取待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述配電網(wǎng)線路的相關(guān)參數(shù)；所述配電網(wǎng)線路包括主干線路以及若干條分支線路，所述相關(guān)參數(shù)包括線路參數(shù)、可靠性參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性參數(shù)；s120、將所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述相關(guān)參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，并對(duì)所述配電網(wǎng)線路中不允許設(shè)置分段開關(guān)或必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)的變量賦值；所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型以第一矩陣表示所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以第二矩陣表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和與該分支線路的節(jié)點(diǎn)相連的主干線路的節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)為輸入，以配電網(wǎng)的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度為輸出；s130、在設(shè)置的約束條件下，由所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型計(jì)算出配電網(wǎng)線路的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度。上述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法可以通過(guò)相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)，程序運(yùn)行在終端中，例如計(jì)算機(jī)或者智能手機(jī)中。該方法通過(guò)建立配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，可以直接采用數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)對(duì)分段數(shù)和分段長(zhǎng)度兩個(gè)變量同時(shí)進(jìn)行求解，得到的結(jié)果無(wú)需修正，可直接應(yīng)用于最優(yōu)分段方案的實(shí)施，方案方便簡(jiǎn)單。下面對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。在步驟s110中，中壓配電網(wǎng)接線方式一般包括單電源輻射接線、雙電源手拉手環(huán)網(wǎng)接線、三電源環(huán)網(wǎng)接線、三分段三聯(lián)絡(luò)接線、n供一備(n-1)接線等。所謂n-1接線模式就是指n條電纜線路連成電纜環(huán)網(wǎng)，其中有1條線路作為公共的備用線路正常時(shí)空載運(yùn)行，其它線路都可以滿載運(yùn)行，若有某1條運(yùn)行線路出現(xiàn)故障，則可以通過(guò)線路切換把備用線路投入運(yùn)行。本發(fā)明不僅適用于n-1接線配電網(wǎng)線路的最優(yōu)分段，還適用于接線方式的配電網(wǎng)線路的最優(yōu)分段。為了更精確地表示實(shí)際線路，在一個(gè)實(shí)施例中，獲取待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的步驟可以包括：s1101、以樹狀鏈表對(duì)待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述；所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)包括桿塔和開關(guān)柜；s1102、將所述樹狀鏈表中負(fù)荷有功功率為零的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并，獲得配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明對(duì)數(shù)據(jù)的處理是基于現(xiàn)實(shí)線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，使用樹狀鏈表表征配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并以實(shí)際桿塔及開關(guān)柜的位置作為線路節(jié)點(diǎn)，使所得解更接近于實(shí)際線路，即所有分段點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于實(shí)際線路確定存在的桿塔或開關(guān)柜，每個(gè)解都具有實(shí)際的意義，以方便規(guī)劃人員直接將結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際配電網(wǎng)線路的規(guī)劃中。遍歷樹狀鏈表并合并負(fù)荷有功功率為零的節(jié)點(diǎn)，即獲得配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不對(duì)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的具體形式做出限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其它方式描述配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配電網(wǎng)線路的相關(guān)參數(shù)可以根據(jù)建立的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型所需要的參數(shù)確定，具體獲取的方式可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式實(shí)現(xiàn)。由于使用最小的經(jīng)濟(jì)成本對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的分段以使線路的運(yùn)行可靠性滿足負(fù)荷的供電可靠性要求是最優(yōu)分段的主要目的，所以，在一個(gè)實(shí)施例中，所述相關(guān)參數(shù)包括線路參數(shù)、可靠性參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性參數(shù)等。例如，線路參數(shù)包括：線路的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，桿塔或開關(guān)站間線路長(zhǎng)度，各桿塔或開關(guān)站所帶負(fù)荷等。又例如，可靠性參數(shù)包括：節(jié)點(diǎn)間的線路故障率參數(shù)(包括線路故障率、設(shè)備故障率及負(fù)荷故障率)以及倒閘時(shí)間、分支起始位置和修復(fù)時(shí)間等參數(shù)。又例如，經(jīng)濟(jì)性參數(shù)包括：產(chǎn)電比、綜售電收益和開關(guān)單價(jià)等。為了方便后續(xù)計(jì)算，可以對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。在步驟s120和步驟s130中，預(yù)先建立配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型。該模型所包含的目標(biāo)函數(shù)可以根據(jù)所要達(dá)到的目標(biāo)設(shè)定，例如，使用最小的經(jīng)濟(jì)成本對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的分段以使線路的運(yùn)行可靠性滿足負(fù)荷的供電可靠性要求是最優(yōu)分段的目標(biāo)，則可以以總的投資費(fèi)用和停電損失費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不對(duì)目標(biāo)函數(shù)的形式做出限定。模型的建立有多種方式，例如，在使用故障模式后果分析法進(jìn)行建模的過(guò)程中，要求分段數(shù)和分段長(zhǎng)度不能都為變量，否則模型無(wú)法求解，以往的模型主要進(jìn)行兩類建模；一種是在分段數(shù)已知的情況下求解每個(gè)分段長(zhǎng)度，另一種是在分段數(shù)未知的情況下求解分段數(shù)，但需要假設(shè)分段長(zhǎng)度各段相同，即進(jìn)行平均分段。這些模型都不允許同時(shí)求解兩個(gè)變量，一般需要分兩次甚至多次進(jìn)行。而本模型對(duì)線路節(jié)點(diǎn)和分段的關(guān)系抽象為矩陣形式表示，對(duì)分段特征進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，形成能夠精確解析的數(shù)學(xué)約束，將多變量的求解轉(zhuǎn)化為對(duì)矩陣變量的求解，使得模型可以直接采用數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)求解，得到的結(jié)果無(wú)需修正，可直接應(yīng)用于最優(yōu)分段方案的實(shí)施。配電網(wǎng)線路包括主干線路，所以，在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一矩陣包括用于表示所述主干線路的節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系的主干矩陣，即配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型對(duì)線路主干節(jié)點(diǎn)的分段關(guān)系以矩陣形式進(jìn)行描述。矩陣可以為0-1矩陣a[n,k]，列數(shù)n為線路總節(jié)點(diǎn)數(shù)，行數(shù)k為該線路最大允許分段數(shù)。由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)一定會(huì)分配在某一分段，即矩陣對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所在列有且只有一個(gè)元素為1，且有a[i][j]＝1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段，由于分段的連續(xù)性，矩陣中為1的元素將以階梯狀分布。將上述分段特征轉(zhuǎn)化為矩陣的結(jié)構(gòu)約束，在一個(gè)實(shí)施例中，所述主干矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件，即分段特征的矩陣結(jié)構(gòu)約束條件，包括：a[i][j]+a[i-1][j]≥a[i][j+1]i＝0,1,..k-1j＝0,1,..m-2(2)a[i][j]∈{0,1}(3)其中，a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；k為線路最大允許分段數(shù)；m為主干線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)一定會(huì)分配在某一分段，即矩陣對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所在列有且只有一個(gè)元素為1，即a[i][j]為1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段。為了給規(guī)劃人員更為合理的規(guī)劃方案，所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型還以第二矩陣表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和與該分支線路的節(jié)點(diǎn)相連的主干線路的節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，用以劃分出屬于同一個(gè)分段的節(jié)點(diǎn)。配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型對(duì)線路各條分支線路節(jié)點(diǎn)與相連主干節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系以矩陣形式進(jìn)行描述，用以劃分出各條分支線路節(jié)點(diǎn)與相連主干節(jié)點(diǎn)同屬一個(gè)分段的節(jié)點(diǎn)部分。將分支線路和主干線路的關(guān)聯(lián)性特征轉(zhuǎn)化為矩陣的結(jié)構(gòu)約束，在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件，即所述關(guān)聯(lián)性特征的矩陣結(jié)構(gòu)約束條件包括：a[i][g]≥a[i][j]i＝0,1,..k-1j∈mh(4)其中，a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；k為線路最大允許分段數(shù)；i為第i分段；g為第h條分支線路中與主干線路的節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)號(hào)；j為節(jié)點(diǎn)j；mh為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)號(hào)集合。若配電網(wǎng)線路還包括若干個(gè)分支線路，在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一矩陣還包括用于表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系的分支矩陣，即配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型對(duì)配電網(wǎng)n-1線路每一條分支線路節(jié)點(diǎn)的分段關(guān)系以矩陣形式進(jìn)行描述。矩陣可以為0-1矩陣bh[n,k]，列數(shù)n為線路總節(jié)點(diǎn)數(shù)(包括首端節(jié)點(diǎn))，行數(shù)k為該分支線路最大允許分段數(shù)。將分支線路分段特征和分支線路和主干關(guān)聯(lián)關(guān)系轉(zhuǎn)化為矩陣的結(jié)構(gòu)約束，在一個(gè)實(shí)施例中，所述分支矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件，即所述分支線路分段特征的矩陣結(jié)構(gòu)約束條件，包括：bh[i][j]+bh[i-1][j]≥bh[i][j+1]i＝0,1,..k-1j＝0,1,..n-2(7)bh[i][j]∈{0,1}(8)其中，bh為第h條分支線路的分段矩陣；bh[][]為第h條分支線路的行和列；f為第h條分支線路的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)；mh為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)號(hào)集合；n為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)一定會(huì)分配在某一分段，即矩陣對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所在列有且只有一個(gè)元素為1，即bh[i][j]為1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段。本發(fā)明對(duì)分支采用相同的矩陣進(jìn)行表示，并增加分支與主干的關(guān)聯(lián)約束，使得模型能夠求解含多分支的線路結(jié)構(gòu)，更加接近于實(shí)際的配電網(wǎng)線路，能夠給規(guī)劃人員更為合理的規(guī)劃方案。在一個(gè)實(shí)施例中，所述約束條件還可以包括停電時(shí)間約束條件，停電時(shí)間約束條件包括：其中，t[d]為編號(hào)為d的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的停電時(shí)間；d為該條線路編號(hào)為d的節(jié)點(diǎn)；k為該條線路的第k個(gè)節(jié)點(diǎn)；i為第i分段；a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；j為節(jié)點(diǎn)j；n為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；m為主干線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；n+m為線路總的節(jié)點(diǎn)數(shù)；γ[k]為k節(jié)點(diǎn)所在線路的故障率；γ[h]為h節(jié)點(diǎn)所在線路的故障率；t1為分段開關(guān)綜合操作時(shí)間；t2為聯(lián)絡(luò)開關(guān)綜合操作時(shí)間；t為第i分段處負(fù)荷的故障恢復(fù)時(shí)間；b[][]為分支矩陣的行和列；γ為線路的總故障率。在一個(gè)實(shí)施例中，所述約束條件還可以包括可靠性約束條件，所述可靠性約束條件包括：其中，saidi為每個(gè)由系統(tǒng)供電的用戶在一年中所遭受的平均停電持續(xù)時(shí)間；t[j]為節(jié)點(diǎn)j負(fù)荷的停電時(shí)間；p[j]為節(jié)點(diǎn)j的負(fù)荷；p為總負(fù)荷；asai為系統(tǒng)平均供電可用率；h1為系統(tǒng)平均供電可用率下限值；ensi為系統(tǒng)電量不足；l[j]為節(jié)點(diǎn)j的平均負(fù)荷，等于年峰負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)的乘積；h2為系統(tǒng)電量不足上限值。將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)導(dǎo)入配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型中，設(shè)置可靠性邊界條件，并對(duì)不允許設(shè)置分段開關(guān)或必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)變量賦相應(yīng)的固定值(例如以0表示不允許設(shè)置分段開關(guān)、1表示允許設(shè)置分段開關(guān))，對(duì)含多分支線路的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型進(jìn)行計(jì)算，即可得到該配電網(wǎng)線路滿足可靠性要求的最優(yōu)分段解，從而幫助電網(wǎng)規(guī)劃人員合理地調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。其中，必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)和不允許設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)設(shè)定的條件確定。另外，對(duì)含多分支線路的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型進(jìn)行計(jì)算，除了得到分段數(shù)和分段長(zhǎng)度，還可以得到其他相關(guān)參數(shù)的結(jié)果，例如可靠性參數(shù)或者經(jīng)濟(jì)性參數(shù)等。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。以一條12節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)線路為例，系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)以及節(jié)點(diǎn)負(fù)荷如表1所示，配電網(wǎng)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性參數(shù)和可靠性參數(shù)如表2所示。表1系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)以及節(jié)點(diǎn)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)j負(fù)荷(kw)線路長(zhǎng)度(m)110025021002503100250420025052002506300250730025085002509500250106002501180025012800250表2可靠性參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性參數(shù)將上述數(shù)據(jù)以及配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)入配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型中求解，得到配電網(wǎng)最佳最優(yōu)分段方案，配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型如下所示：本實(shí)施例以nf即總的投資費(fèi)用和停電損失費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)：minnf＝z+l(13)式(13)中，z為總的投資費(fèi)用；l為系統(tǒng)停電損失。且有z＝c0+cd+cj+(n-1)cf(14)其中，c0為線路投資；cd為出口斷路器的投資；n為線路的分段數(shù)；cf為分段開關(guān)的投資。架空線路的分段開關(guān)為負(fù)荷開關(guān)，電纜線路分段開關(guān)為主饋線上的環(huán)網(wǎng)柜；cj為年檢修費(fèi)用等其他費(fèi)用總和。且有l(wèi)＝l1+l2(15)ens＝p·saidi(16)l1＝ens·h·10-4(17)l2＝ens·k·10-4(18)其中，l1為直接經(jīng)濟(jì)損失(萬(wàn)元)；l2為間接經(jīng)濟(jì)損失(萬(wàn)元)；l為系統(tǒng)總的停電損失(萬(wàn)元)；ens為線路缺供電量(kwh)；p為線路所帶的最大負(fù)荷(kw)；saidi為系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間(h)；h為電力企業(yè)的綜售電收益，即電力企業(yè)的供電純利潤(rùn)(元/kwh)，它是售電價(jià)與企業(yè)供電成本的差值；k為產(chǎn)電比。約束條件如下：(1)主干矩陣約束：a[i][j]+a[i-1][j]≥a[i][j+1]i＝0,1,..k-1j＝0,1,..m-2(20)a[i][j]∈{0,1}(21)其中，a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；k為線路最大允許分段數(shù)；m為主干線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)一定會(huì)分配在某一分段，即矩陣對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所在列有且只有一個(gè)元素為1，即a[i][j]為1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段。該算例不含分支，故無(wú)需建立分支矩陣及相應(yīng)的關(guān)聯(lián)矩陣。(2)停電時(shí)間約束：其中，t1為分段開關(guān)綜合操作時(shí)間；t2為聯(lián)絡(luò)開關(guān)綜合操作時(shí)間；t為i點(diǎn)處負(fù)荷的故障恢復(fù)時(shí)間；γ[j]為j節(jié)點(diǎn)所在線路的故障率；γ為線路的總故障率。(3)可靠性約束：式中，saidi是指每個(gè)由系統(tǒng)供電的用戶在一年中所遭受的平均停電持續(xù)時(shí)間；asai為系統(tǒng)平均供電可用率；p[j]為j節(jié)點(diǎn)負(fù)荷；p為總負(fù)荷；h1為系統(tǒng)平均供電可用率下限值；ensi為系統(tǒng)電量不足；l[j]節(jié)點(diǎn)j的平均負(fù)荷，等于年峰負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)的乘積；h2為系統(tǒng)電量不足上限值。得到主干矩陣a如下：根據(jù)該配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型得到的結(jié)果如下表3所示：表3計(jì)算結(jié)果利用數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)求解該模型，得到不需要進(jìn)行檢驗(yàn)和校正的最優(yōu)分段解，從而幫助電網(wǎng)規(guī)劃人員合理地調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使得配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段裝置，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。如圖2所示，一種配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊110，用于獲取待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述配電網(wǎng)線路的相關(guān)參數(shù)；所述配電網(wǎng)線路包括主干線路以及若干條分支線路，所述相關(guān)參數(shù)包括線路參數(shù)、可靠性參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性參數(shù)；數(shù)據(jù)輸入模塊120，用于將所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及所述相關(guān)參數(shù)輸入預(yù)設(shè)的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，并對(duì)所述配電網(wǎng)線路中不允許設(shè)置分段開關(guān)或必須設(shè)置分段開關(guān)的節(jié)點(diǎn)的變量賦值；所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型以第一矩陣表示所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以第二矩陣表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和與該分支線路的節(jié)點(diǎn)相連的主干線路的節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)參數(shù)為輸入，以配電網(wǎng)的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度為輸出；數(shù)據(jù)計(jì)算模塊130，用于在設(shè)置的約束條件下，由所述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型計(jì)算出配電網(wǎng)線路的分段數(shù)和分段長(zhǎng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊110以樹狀鏈表對(duì)待分段的配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述；所述配電網(wǎng)線路中節(jié)點(diǎn)包括桿塔和開關(guān)柜，將所述樹狀鏈表中負(fù)荷有功功率為零的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并，獲得配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一矩陣和/或所述第二矩陣為0-1矩陣。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一矩陣包括用于表示主干線路的節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系的主干矩陣；所述主干矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件包括：a[i][j]+a[i-1][j]≥a[i][j+1]i＝0,1,..k-1j＝0,1,..m-2a[i][j]∈{0,1}其中，a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；k為線路最大允許分段數(shù)；m為主干線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；a[i][j]為1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一矩陣還包括用于表示每一條分支線路的節(jié)點(diǎn)和分段的對(duì)應(yīng)關(guān)系的分支矩陣；所述分支矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件包括：bh[i][j]+bh[i-1][j]≥bh[i][j+1]i＝0,1,..k-1j＝0,1,..n-2bh[i][j]∈{0,1}其中，bh為第h條分支線路的分段矩陣；bh[][]為第h條分支線路的行和列；f為第h條分支線路的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)；mh為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)號(hào)集合；n為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；bh[i][j]為1表示節(jié)點(diǎn)j處于第i分段。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二矩陣對(duì)應(yīng)的約束條件包括：a[i][g]≥a[i][j]i＝0,1,..k-1j∈mh其中，a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；k為線路最大允許分段數(shù)；i為第i分段；g為第h條分支線路中與主干線路的節(jié)點(diǎn)相連的節(jié)點(diǎn)號(hào)；j為節(jié)點(diǎn)j；mh為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)號(hào)集合。在一個(gè)實(shí)施例中，所述約束條件還包括停電時(shí)間約束條件，包括：其中，t[d]為編號(hào)為d的節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的停電時(shí)間；d為該條線路編號(hào)為d的節(jié)點(diǎn)；k為該條線路的第k個(gè)節(jié)點(diǎn)；i為第i分段；a為主干矩陣；a[][]為主干矩陣的行和列；j為節(jié)點(diǎn)j；n為第h條分支線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；m為主干線路的節(jié)點(diǎn)數(shù)；n+m為線路總的節(jié)點(diǎn)數(shù)；γ[k]為k節(jié)點(diǎn)所在線路的故障率；γ[h]為h節(jié)點(diǎn)所在線路的故障率；t1為分段開關(guān)綜合操作時(shí)間；t2為聯(lián)絡(luò)開關(guān)綜合操作時(shí)間；t為第i分段處負(fù)荷的故障恢復(fù)時(shí)間；b[][]為分支矩陣的行和列；γ為線路的總故障率。在一個(gè)實(shí)施例中，所述約束條件還包括可靠性約束條件，包括：其中，saidi為每個(gè)由系統(tǒng)供電的用戶在一年中所遭受的平均停電持續(xù)時(shí)間；t[j]為節(jié)點(diǎn)j負(fù)荷的停電時(shí)間；p[j]為節(jié)點(diǎn)j的負(fù)荷；p為總負(fù)荷；asai為系統(tǒng)平均供電可用率；h1為系統(tǒng)平均供電可用率下限值；ensi為系統(tǒng)電量不足；l[j]為節(jié)點(diǎn)j的平均負(fù)荷，等于年峰負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)的乘積；h2為系統(tǒng)電量不足上限值。上述配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段方法和裝置，分別建立配電網(wǎng)線路主干和分支的節(jié)點(diǎn)與分段關(guān)系的矩陣以及主干和分支的關(guān)聯(lián)矩陣，將分段特征和關(guān)聯(lián)關(guān)系轉(zhuǎn)化為矩陣的結(jié)構(gòu)描述，基于故障模式后果分析法建立了含多分支線路的配電網(wǎng)線路最優(yōu)分段模型，與傳統(tǒng)配電網(wǎng)最優(yōu)分段方案相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、對(duì)數(shù)據(jù)的處理是基于現(xiàn)實(shí)線路結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，使用樹狀鏈表表征配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使該方案所得解更接近于實(shí)際線路，即所有分段點(diǎn)都對(duì)應(yīng)于實(shí)際線路確定存在的桿塔或開關(guān)柜；2、可以直接采用數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)對(duì)分段數(shù)和分段長(zhǎng)度兩個(gè)變量同時(shí)進(jìn)行求解，即在求解最優(yōu)分段數(shù)的同時(shí)對(duì)分段的最優(yōu)位置也進(jìn)行求解，得到的結(jié)果無(wú)需修正，可直接應(yīng)用于最優(yōu)分段方案的實(shí)施；3、對(duì)分支采用相同的矩陣進(jìn)行表示，并增加分支與主干的關(guān)聯(lián)約束，使得模型能夠求解含多分支的線路結(jié)構(gòu)，更加接近于實(shí)際的配電網(wǎng)線路，能夠給規(guī)劃人員更為合理的規(guī)劃方案；4、允許在不同負(fù)荷密度分布及包含大支路的線路進(jìn)行仿真計(jì)算。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(randomaccessmemory，ram)等。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12