一種城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型解的性質(zhì)評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，尤其是一種城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型 解的性質(zhì)評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2000年以來，隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)改造，供電能力逐漸成為評價配電網(wǎng)建 設(shè)水平的一個新指標(biāo)，在我國城市電網(wǎng)建設(shè)改造過程中已得到成功應(yīng)用。供電能力的研究 在逐步開展，但大部分研究是針對實際問題的計算和評價上，基礎(chǔ)性的理論研究并不多見， 尚未形成能與輸電能力理論一樣數(shù)學(xué)上更嚴(yán)格的理論，一些供電能力最基礎(chǔ)的科學(xué)問題尚 未明確或解決，例如，計算方法的準(zhǔn)確性沒有得到N-I仿真的驗證；模型的精確性也尚未驗 證；模型解的性質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素對TSC的影響規(guī)律和機理都尚待揭示。
[0003] 最大供電能力（Total Supply Capability，TSC)是指一定供電區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)滿足 N - 1準(zhǔn)則條件下，考慮到網(wǎng)絡(luò)實際運行情況下的最大的負荷供應(yīng)能力。定義向量TTSC表示 達到TSC時各主變的負載率。
[0004] 建立了配電網(wǎng)最大供電能力的數(shù)學(xué)模型，將供電能力求解問題定義為線性規(guī)劃問 題，再運用線性規(guī)劃軟件（例如lingo)求解實現(xiàn)。
[0005] TSC模型的最優(yōu)解決定了配電網(wǎng)達到TSC時的具體運行點；深入研究TSC模型解 的性質(zhì)才能回答TSC是否能夠達到、什么情況下能夠達到，如何能在實際運行約束下合理 地達到等基礎(chǔ)問題。
[0006] TSC的數(shù)學(xué)模型更嚴(yán)格和清晰地解釋了 TSC的數(shù)學(xué)本質(zhì)與物理意義，是深入研究 供電能力性質(zhì)與影響因素的基礎(chǔ)。
[0007] TSC模型從數(shù)學(xué)角度是一個線性規(guī)劃模型，目前對于線性規(guī)劃模型性質(zhì)與求解方 法的研究均已十分成熟。而目前對TSC從數(shù)學(xué)機理上研究的文獻卻很少報道。
[0008] 最大供電能力是指一定供電區(qū)域內(nèi)配電網(wǎng)滿足N - 1準(zhǔn)則條件下的最大負荷供應(yīng) 能力。
[0009] 提出的TSC模型如式（2-1)-(2-6)所示：
[0010] Max TSC = Σ RJ1- (2-1)
[0011]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種設(shè)計科學(xué)、操作便捷、準(zhǔn)確 可靠的城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型解的性質(zhì)評價方法。
[0013] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0014] 一種城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型解的性質(zhì)評價方法，其特征在于：具體步 驟如下：
[0015] ⑴獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)電網(wǎng)基本信息獲得TSC模型中所有已知參數(shù)民、k、RLip T_、 T ·
[0016] ⑵將步驟⑴所獲取的參數(shù)代入計算式，進行對比；
[0017] 計算式為：
[0018] MaxTSC=ER1T1 (2-7)
[0019]
[0020] ⑶獲得結(jié)論，通過對比結(jié)果得到TSC模型解的性質(zhì)，存在唯一解、無解或無窮多解 三種情況，模型解的數(shù)量決定了配電網(wǎng)達到TSC時的具體運行點。
[0021] 而且，T_、T_為主變負載率上下限，取值分別為1和0。
[0022] 而且，模型解為無解的情況：
[0023] 若過載系數(shù)k = 1時，當(dāng)負載率下限過高，滿足
[0024]
〇姻時，算例TSC模型無 解。
[0025] 而且，模型解為唯一解的情況包括：
[0026] ①當(dāng)負載率上限Tniax彡0· 62時，只有唯一解；
[0027] ②所有線路容量均過低，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)通道達到
Li jS 10. 35MVA時存在唯一解；
[0028] ③系統(tǒng)達到一對全聯(lián)絡(luò)模式，且備用主變?nèi)萘啃∮谄渌髯內(nèi)萘?，存在唯一解?br>[0029] 而且，情況②所有線路容量均過低中，當(dāng)RLlj= 10. 35MVA時，唯一解見下表：
[0030]
[0031] 而且，情況③系統(tǒng)達到一對全聯(lián)絡(luò)模式時，唯一解見下表：
[0032]
[0033] 而且，模型解為無窮多解的情況：當(dāng)參數(shù)不滿足無解與唯一解的條件時，算例TSC 模型存在無窮多解。
[0034] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
[0035] 本發(fā)明提供了一種城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型解的性質(zhì)評價方法，可以定 性評價中壓配電網(wǎng)TSC模型解的性質(zhì)，從而從根本上回答TSC在實際中能否達到、什么情況 下能合理達到等基礎(chǔ)問題。
【附圖說明】
[0036] 圖1為兩主變算例；
[0037] 圖2為兩主變算例TSC模型坐標(biāo)示意圖。
[0038] 圖3為算例配電網(wǎng)示意圖；
[0039] 圖4為一對全聯(lián)絡(luò)模式下的算例配電網(wǎng)；
【具體實施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。
[0041] 一種城市中壓配電網(wǎng)最大供電能力模型解的性質(zhì)評價方法，具體步驟如下：
[0042] 步驟1獲取數(shù)據(jù)，根據(jù)電網(wǎng)基本信息獲得TSC模型中所有已知參數(shù)R1^RL ipTnilP T .
[0043] 步驟2將步驟1所獲取的參數(shù)代入計算式，進行對比；
[0044] 步驟3獲得結(jié)論，通過對比結(jié)果得到TSC模型解的性質(zhì)，即是存在唯一解、無解或 無窮多解，模型的解的數(shù)量決定了配電網(wǎng)達到TSC時的具體運行點，從而從根本上回答TSC 在實際中能否達到、什么情況下能合理達到等基礎(chǔ)問題。
[0045] 將TSC模型轉(zhuǎn)化為一般形式為計算式（2-7)-(2-10)所示。
[0046]
[0047]
[0048] 其中，民、1^、1?1^、1'_、1'_為已知參數(shù)；1?1為主變1的額定容量汰為主變短時允許 過載系數(shù)；RLi,為主變i與主變j間聯(lián)絡(luò)通道的極限容量，聯(lián)絡(luò)通道為兩主變間所有聯(lián)絡(luò)支 路的集合，包括站內(nèi)聯(lián)絡(luò)與站間聯(lián)絡(luò)；T_、T_為主變負載率上下限，一般取值為1和0。
[0049] T1為主變i的負載率，為未知變量。
[0050] 在TSC模型中，決策變量為T1，在實際運行條件下具有非負約束；約束條件為線性 不等式組（2-8)-(2-10)，所有約束常數(shù)均為非負值；
[0051] 目標(biāo)函數(shù)如式（2-7)所示，屬于最大值類型，表示系統(tǒng)最大供電能力等于所有變 電站主變負載之和。
[0052] 線性規(guī)劃所研究的問題是：在線性約束條件下，使線性目標(biāo)函數(shù)達到最優(yōu)。
[0053] 圖解法是一種直觀的幾何方法，通過圖解法的求解，有助于對多維線性規(guī)劃問題 的理解和分析。因此，本發(fā)明從圖解法求解簡單算例入手，研究TSC模型解的情況。
[0054] 參見附圖1所示為兩主變算例，其中，圖中Tl指主變1，T2指主變2。
[0055] 以決策變量主變1、2的負載率1\和T 2為橫軸和縱軸建立直角坐標(biāo)系，將TSC模型 在坐標(biāo)系中予以幾何表示，得到兩主變算例TSC模型的示意圖如圖2所示。
[0056] 其中，式（2-8)-(2-10)所示約束條件圍成的可行域由陰影區(qū)域APQBC表示。顯然， 參數(shù)&、R 2、RL12、T_、Tniax的數(shù)值直接影響可行域的形狀和大小，甚至可能出現(xiàn)空集。
[0057] 圖2中虛線簇a、b為式（2-11)所示目標(biāo)函數(shù)的等值線，等值線與可行域相切的點 或線為目標(biāo)函數(shù)的解。圖2中，等值線與可行域相切于線段PQ，PQ上的任意一點為目標(biāo)函 數(shù)的解。
[0058] 在多維空間中，TSC模型的可行域為式（2-8)、（2-9)、（2-10)表示空間的交集。式 (2-8)、（2-9)、（2-10)分別表示直線PQ與坐標(biāo)軸圍成的三角形、長方形DEB0、正方形GHIC 在多維空間中的拓展。其中，式（2-8)表示主變?nèi)萘颗c聯(lián)絡(luò)情況共同約束的一個或多個邊 界面與坐標(biāo)面圍成的區(qū)域，式（2-9)表示線路容量約束的邊界面與坐標(biāo)面圍成的區(qū)域，式 (2-10)表示負載率上下限約束的邊界面圍成的等邊多面體。
[0059] 由于式（2-8)、（2-9)表示空間均以坐標(biāo)原點與坐標(biāo)面為邊界，二者交集不為空， 所以若可行域為空集必然是由式（2-10)表示等邊多面體距離坐標(biāo)原點過遠導(dǎo)致，即當(dāng)且 僅當(dāng)負載率下限過高會導(dǎo)致模型無解。
[0060] 由圖2易得，式（2-9)、（2-10)的任意邊界面皆不與目標(biāo)函數(shù)的等值面平行，式