用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的系統(tǒng)、方法和裝置及有形計算機(jī)可讀介質(zhì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開的實施例設(shè)及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，并且更具體地設(shè)及一種用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置 的系統(tǒng)、方法和裝置W及一種有形計算機(jī)可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 各種產(chǎn)業(yè)均都有與之相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。一個運(yùn)樣的產(chǎn)業(yè)是管理電網(wǎng)的公用事業(yè)產(chǎn)業(yè)。 電網(wǎng)可W包括下列中的一種或全部:發(fā)電、輸電W及配電。電力可W通過諸如燃煤火電廠、 核電站等的發(fā)電站來產(chǎn)生。出于效率目的，產(chǎn)生的電力被升壓至非常高的電壓(例如345K伏 特)并且在輸電線路上傳輸。輸電線路可W長距離輸送電力，比如跨越州界或跨越國界，直 到到達(dá)其批發(fā)客戶，該批發(fā)客戶可W是擁有自己的本地配電網(wǎng)絡(luò)的公司。輸電線路可W終 止到輸電變電站，該輸電變電站可W將非常高的電壓降低至中間電壓(例如138K伏特）。使 用更小的傳輸線(例如，二次輸電線路)將中間電壓從輸電變電站輸送到配電變電站。在配 電變電站，可W再次將該中間電壓下降到"中壓"（例如，從4K伏特到23K伏特）?？蒞從配電 變電站引出一條或多條饋線電路。例如，可W從配電變電站引出四條到幾十條饋線電路。饋 線電路是包含4條引線的3相電路(3條引線用于3相中的每一相并且將一條引線用于中性 線）。饋線電路可W在地面上(在電桿上)或在地下布線?？蒞使用配電變壓器周期性地分接 饋線電路上的電壓，配電變壓器將電壓從"中壓"降低至用戶電壓(例如，120V等）。該用戶電 壓隨后可W供用戶使用。
[0003] 目前，仍然無法實時地在態(tài)勢上獲知配電網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。因此，配電網(wǎng)絡(luò)通常運(yùn)行在 斷電或停電的高風(fēng)險下。實際上，存在可W致使電力故障的許多原因，諸如電力需求超出電 力供應(yīng)，電站古戰(zhàn)、線路故障或設(shè)備短路，設(shè)備重負(fù)荷，或者長時間超負(fù)荷操作等。而且，隨 著電力需求的增加，配電設(shè)備的重負(fù)荷或超負(fù)荷的情況比W前出現(xiàn)得更多。重負(fù)荷或超負(fù) 荷可W致使絕緣系統(tǒng)中的溫度上升和絕緣材料的損壞，并且可W致使設(shè)備故障風(fēng)險的增 加，運(yùn)繼而來又可能致使過早的故障，并且進(jìn)一步影響電網(wǎng)可靠性。然而，目前的配電管理 系統(tǒng)(DMS)卻不能獲取整個網(wǎng)絡(luò)的所有負(fù)載的信息(諸如配電變壓器的信息），運(yùn)就意味著 不能及時地識別和解決重負(fù)荷或超負(fù)荷的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種用于配電網(wǎng)重配置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括:至 少一個處理器；W及存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令的至少一個存儲器。所述至少一個存儲器和所 述計算機(jī)可執(zhí)行指令可被配置為利用至少一個處理器致使所述系統(tǒng)執(zhí)行下列操作:基于對 配電網(wǎng)絡(luò)的實時測量結(jié)果來檢測所述配電網(wǎng)絡(luò)中的異常負(fù)荷狀況；W及，響應(yīng)于檢測到由 過量有效功率所引起的異常負(fù)荷狀況，對所述配電網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行重配置分析過程，W獲取針對 所檢測到的異常負(fù)荷狀況的重配置方案?；诮Y(jié)合深度優(yōu)先捜索和廣度優(yōu)先捜索二者的啟 發(fā)式邏輯方法，執(zhí)行所述重配置分析過程。
[0005] 根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的方法。該方法可包括： 基于對配電網(wǎng)絡(luò)的實時測量結(jié)果來檢測所述配電網(wǎng)絡(luò)中的異常負(fù)荷狀況；W及，響應(yīng)于檢 測到由過量有效功率所引起的異常負(fù)荷狀況，對所述配電網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行重配置分析過程，W獲 取針對所檢測到的異常負(fù)荷狀況的重配置方案?；诮Y(jié)合深度優(yōu)先捜索和廣度優(yōu)先捜索二 者的啟發(fā)式邏輯方法，執(zhí)行所述重配置分析過程。
[0006] 根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的裝置。該裝置可包括： 用于基于對配電網(wǎng)絡(luò)的實時測量結(jié)果來檢測所述配電網(wǎng)絡(luò)中的異常負(fù)荷狀況的裝置；W 及，用于響應(yīng)于檢測到由過量的有效功率所引起的異常負(fù)荷狀況，對所述配電網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行重 配置分析過程，W獲取針對所檢測到的異常負(fù)荷狀況的重配置方案。該執(zhí)行工具被配置成 基于結(jié)合深度優(yōu)先捜索和廣度優(yōu)先捜索二者的啟發(fā)式邏輯方法，執(zhí)行重所述配置分析過 程。
[0007] 根據(jù)本公開的再一方面，提供了另一用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的裝置。該裝置可包括： 負(fù)荷狀況檢測模塊，該負(fù)荷狀況檢測模塊被配置成基于對配電網(wǎng)絡(luò)的實時測量結(jié)果來檢測 所述配電網(wǎng)絡(luò)中的異常負(fù)荷狀況；W及，分析過程執(zhí)行模塊，該分析過程執(zhí)行模塊被配置成 響應(yīng)于檢測到由過量有效功率所引起的異常負(fù)荷狀況，對所述配電網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行重配置分析過 程，W獲取針對所檢測到的異常負(fù)荷狀況的重配置方案。該分析過程執(zhí)行模塊可W被配置 成基于結(jié)合深度優(yōu)先捜索和廣度優(yōu)先捜索二者的啟發(fā)式邏輯方法，執(zhí)行重配置分析過程。
[0008] 根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種有形計算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有由處理器可執(zhí) 行W重配置配電網(wǎng)絡(luò)的多個指令。有形計算機(jī)可讀介質(zhì)可W包括被配置成執(zhí)行根據(jù)本公開 的第二方面的方法的各個步驟。
[0009] 使用本公開的各個實施例，可W基于實時測量結(jié)果來檢測異常負(fù)荷狀況，并且通 過重配置分析過程，可W獲取具有平衡的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和較少的開關(guān)操作的實用且優(yōu)化的重配 置方案，從而及時地減輕甚至消除所檢測到的異常負(fù)荷狀況，運(yùn)可W進(jìn)一步地防止可能的 過早設(shè)備故障，并且最終節(jié)省設(shè)備替換和電力中斷的成本。因此，能夠W改善的穩(wěn)定性和可 靠性來運(yùn)營配電網(wǎng)絡(luò)，并且可W減少運(yùn)營成本。
【附圖說明】
[0010] 通過對參考附圖進(jìn)行說明的各個實施例的詳細(xì)闡述，本公開的上述特征及其他特 征將變得更加明顯，在本公開的所有附圖中，使用相似的參考數(shù)字表示了相同或相似的部 件，在附圖中：
[0011] 圖1示意性地圖示了傳統(tǒng)計量方式下的配電網(wǎng)絡(luò)模型的框圖；
[0012] 圖2示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于總體網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀況獲知的示例性 網(wǎng)絡(luò)模型；
[0013] 圖3示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的方法的流程 圖；
[0014] 圖4示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于檢測異常負(fù)荷狀況的方法的流程 圖；
[0015] 圖5示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于執(zhí)行重配置分析過程的方法的流 程圖；
[0016] 圖6示意性地圖示了說明根據(jù)本公開的實施例的重配置優(yōu)化過程的框圖；
[0017] 圖7示意性地圖示了執(zhí)行根據(jù)本公開的實施例的重配置優(yōu)化過程的方法的流程 圖；
[0018] 圖8示意性地圖示了深度優(yōu)先捜索(DFS)方法的示圖；
[0019]圖9示意性地圖示了廣度優(yōu)先捜索(BFS)方法的示圖；
[0020]圖10示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例用于執(zhí)行結(jié)合DFS-BR^^啟發(fā)式邏輯方 法的方法的流程圖；
[0021 ]圖11示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例用于執(zhí)行0!^方法的方法的流程圖；
[0022] 圖12示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例用于執(zhí)行邸S方法的方法的流程圖；
[0023] 圖13A示意性地圖示了對其執(zhí)行重配置優(yōu)化過程的仿真的兩饋線測試系統(tǒng)的單線 路示圖；
[0024] 圖13B示意性地圖示了對其執(zhí)行結(jié)合0!^和冊5二者的啟發(fā)式邏輯方法的仿真的S 饋線測試系統(tǒng)的單線路示圖；
[0025] 圖14示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的系統(tǒng)的框圖；
[0026] 圖15示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的裝置的框圖；
[0027] 圖16示意性地圖示了根據(jù)本公開的另一個實施例的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的裝置 的框圖；W及
[0028] 圖17示意性地圖示了一種通用計算機(jī)系統(tǒng)，其被編程為可W代表本文所提及的任 意計算設(shè)備的特定計算機(jī)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0029] 在下文中，將參考附圖來描述本公開的幾個實施例。在W下描述中，闡述了許多特 定細(xì)節(jié)W便提供實施例的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是本公開的 實施方式可不具有運(yùn)些細(xì)節(jié)，并且本公開不限于如在本文中介紹的特定實施例。相反地，可 考慮W下特征和元素的任何的任意組合W實現(xiàn)和實施本公開，無論其是否設(shè)及到不同的實 施例。因此，W下方面、特征和實施例僅僅用于說明性目的，并且不應(yīng)理解為所附權(quán)利要求 的元素或限制，除非在權(quán)利要求中另外明確地指明。另外，在某些情況下，并未詳細(xì)地描述 眾所周知的方法和結(jié)構(gòu)，W避免不必要地模糊本公開的各個實施例。
[0030] 如上所述，因為在現(xiàn)有技術(shù)中，DMS不能夠獲取整個配電網(wǎng)的全部負(fù)荷信息，所W 就不能獲取配電網(wǎng)絡(luò)中的各個設(shè)備的狀況(特別是負(fù)荷狀況），并且因此不能及時地識別和 處理異常負(fù)荷的狀況。圖1示意性地圖示了傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)模型的框圖。如圖1所示，在該配 電網(wǎng)絡(luò)中，測量電力數(shù)據(jù)的儀表布置在干線的頭部，因此位于支線中的負(fù)載的電力數(shù)據(jù)是 未知的，并且不能被系統(tǒng)運(yùn)營者實時獲取。因此，在傳統(tǒng)上通過估計來獲取用于功率流 (power flow)計算的負(fù)荷數(shù)據(jù)，運(yùn)就意味著針對每個支線的功率流的計算結(jié)果是不準(zhǔn)確 的，因此獲取的配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷態(tài)勢也就不準(zhǔn)確。正是由于運(yùn)個原因，系統(tǒng)運(yùn)營者并不相信 功率流的計算結(jié)果，并且不相信與網(wǎng)絡(luò)可靠性問題相關(guān)的負(fù)荷狀況。
[0031] 然而，電力公司已經(jīng)嘗試了通過應(yīng)用最先進(jìn)的IT技術(shù)和電力工程技術(shù)將電網(wǎng)更新 為"智能電網(wǎng)"。隨著智能電網(wǎng)的部署，許多應(yīng)用都采用了高級計量基礎(chǔ)架構(gòu)(AMI)、相量測 量單元(PMU)、W及其他在線計量設(shè)備。因此，在本公開中提出了一種用于獲知總體網(wǎng)絡(luò)負(fù) 荷狀況的新的網(wǎng)絡(luò)模型，將參考圖2對其進(jìn)行描述。
[0032] 現(xiàn)在參考圖2,其示意性地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于總體網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀況 獲知的網(wǎng)絡(luò)模型。如圖2所示，該模型基于諸如AMI的在線計量系統(tǒng)，即除了在饋線的頭部安 裝儀表之外，也在終端用戶位置處也安裝了儀表，W便獲取對應(yīng)的功率數(shù)據(jù)。因此，在圖示 的模型中，可W實時或準(zhǔn)實時地獲取準(zhǔn)確的功率數(shù)據(jù)。通過運(yùn)種方式，就可W實時或準(zhǔn)實時 地監(jiān)測負(fù)荷狀況。因此，當(dāng)在配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)異常負(fù)荷狀況時，就可W采取措施來減輕或消 除異常負(fù)荷狀況，從而使配電網(wǎng)絡(luò)能夠W合理的狀態(tài)來運(yùn)營，斷電的可能性可W被降低，并 且運(yùn)繼而又保證了電網(wǎng)的可靠性。
[0033] 接著，將參考圖3來描述本公開所提出的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的方法，圖3示意性 地圖示了根據(jù)本公開的實施例的用于配電網(wǎng)絡(luò)重配置的方法的流程圖。
[0034] 如圖3所示，首先可W在步驟S301中，基于配電網(wǎng)絡(luò)上的實時測量結(jié)果來檢測配電 網(wǎng)絡(luò)中的異常負(fù)荷狀況。
[0035] 在本公開所提出的用于總體網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷狀況獲知的網(wǎng)絡(luò)模型中，可W實時地獲取配 電網(wǎng)絡(luò)的測量結(jié)果，并且運(yùn)提供了實時或準(zhǔn)實時地監(jiān)測負(fù)荷狀況的可能性。所述測量結(jié)果 可W是從諸如AMI的在線計量設(shè)備直接獲取的數(shù)據(jù)，或者是從在線計量系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫 直接獲取的數(shù)據(jù)。此后，將參考圖4對如何根據(jù)運(yùn)些實時測量結(jié)果來檢測異常負(fù)荷狀況來進(jìn) 行描述。
[0036] 首先，可W在步驟S401中，基于從例如AMI獲取的實時電網(wǎng)數(shù)據(jù)來執(zhí)行功率流的計 算。所述功率流的計算可W通過諸如阻抗算法、牛頓-拉普森、P-Q分解等任意功率流計算算 法來實現(xiàn)，W獲取配電網(wǎng)絡(luò)中的有功功率P和無功功率q，特別是獲取配電網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè) 備的有功功率P和無功功率q。運(yùn)些功率流計算方法在現(xiàn)有技術(shù)中已知，因此將省略關(guān)于功 率流計算的具體描述，W便不使本公開變得不清楚。
[0037] 因此，通過功率數(shù)據(jù)計算，可W獲取每個設(shè)備的有功功率P和無功功率q?；谒@ 取的有功功率P和無功功率q，可W在步驟S402