优化变电站停电项目库的自动筛选方法与流程

1.本发明属于电网运行方式研究技术领域，尤其涉及一种优化变电站停电项目库的自动筛选方法。


背景技术：

2.根据电网运营要求，为提高供电可靠性，加强系统运行管理，综合停电管理可靠性影响及停电时序优化分析一般提前至三年方式研究。
3.变电站停电项目库确定主要包括三个内容，一是变电站提前规划部署基建、技改项目，将基建、技改项目所需的施工停电、转供电改造等停电计划并纳入停电项目库，二是将常规预试、定检、a修、b修计划纳入停电项目库，三是优化建立三年停电项目库。目前，优化操作主要是逐年逐条核实同一变电站的基建项目停电计划是否与其常规停电计划重叠，核实上一级变电站的停电计划是否与下一级重叠，统筹协调，优化停电时序，减少重复停电。
4.该优化方法完全基于人工逐条筛选，一方面，对于市一级电网来说数据量非常庞大，核实同一变电站的基建项目停电计划是否与其常规停电计划重叠，核实上一级变电站的停电计划是否与下一级重叠都需要逐条筛选，工作量非常大；另一方面，优化内容的难点主要在于上下级关系的判断，由于电网是一种具有多种电压等级的拓扑网络，高等级电压变电站视作上一级电源向下一级变电站(低等级电压变电站)供电，上一级停电直接影响下一级停电。然而，在停电项目库中每一个停电项目都以单个变电站的形式存在，无法判断上下级是否存在连接、供电关系，只能靠人工核实电网地理接线图进行逐条筛查，但地理接线图上下级关系复杂，人工筛查耗时长、准确率低、工作效率低。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种快速、准确、高效的优化变电站停电项目库的自动筛选方法，该法可辅助运行管理人员实现配网停电管理的经济安全性要求。
6.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
7.优化变电站停电项目库的自动筛选方法，主要包括：确定映射某一时间段内某地区原始电网拓扑图邻接关系的初始邻接矩阵；确定某一时间段内某地区基建、技改项目及停电计划集合的初始基建停电项目库，以及常规预试、定检、a修、b修项目及停电计划集合的初始常规检修停电项目库，设定停电起始时间秩和停电时长秩；将原始停电项目库按照服从基建停电时间模型完成第一次遍历，令同一变电站的常规检修项目的停电时间服从于其基建项目，计算最小停电时间，得到停电时序第一最优解；对第一最优解的停电项目库根据原始电网初始有向邻接矩阵，按照服从上一级变电站停电时间模型完成第二次遍历，令下一级变电站的停电时间服从上一级变电站的停电时间，计算最小停电时间，形成第二最优解，即最优停电项目库。
8.上述优化变电站停电项目库的自动筛选方法，包括以下步骤：
9.《1》构建初始邻接矩阵g、初始基建停电项目库p、初始常规检修停电项目库q；
10.《2》第一次最小停电时间遍历；
11.《3》第二次最小停电时间遍历。
12.步骤《1》按以下进行：
13.《1.1》构建初始邻接矩阵g
14.《1.1.1》设某地区电网有n个变电站节点，则初始变电站集合为v0＝vn，令vi，vj∈vn；
15.《1.1.2》将某地区电网抽象为原始有向拓扑图g(v|e)，v表示n
×
n初始联络变电站集合，e表示对应初始线路有功功率大小和方向集合；
[0016][0017]
式中，v表示两两变电站全部排列组合的集合；
[0018]
e∈{1，-1，0}
[0019]
e为n
×
n阶的方阵，即邻接矩阵，元素在{1，-1，0}中取值；绝对值等于1表示线路功率不为零，即表示v
ij
存在联络线路，反之，绝对值等于0表示v
ij
不存在联络线路；
[0020]
《1.1.3》按照潮流关系设定e的电力流向，令高电压等级变电站潮流流向低电压等级变电站设置为1，表示功率输出，反之低电压等级等级变电站潮流流向高电压等级变电站设置为-1，表示功率输入；e为对称阵；如(v
1v2
，1)表示v1到v2存在联络线路，v1到v2的潮流流向关系为输入，即v2是v1的上一级变电站；
[0021][0022]
《1.2》构建初始基建停电项目库p
[0023]
若有k1个v
k1
规划了基建、技改项目及停电时间安排t
(p)k1
，起始时间为停电时长为t
k1
，则令初始基建停电项目库p:
[0024][0025]
《1.3》构建初始常规检修停电项目库q
[0026]
若有k2个v
k2
制定了常规预试、定检、a修、b修项目及停电时间安排t
(q)k2
，起始时间为停电时长为t
k2
，则令常规检修停电项目库q:
[0027][0028]
步骤《2》按以下进行：
[0029]
《2.1》对初始基建停电项目库p和常规检修停电项目库q按照服从基建停电时间模型完成第一次遍历和迭代，得到停电时序第一最优解β1；
[0030]
《2.2》经第一次遍历后，β1是由k3个vi停电项目和停电时间集合构成的停电时间库矩阵，重新定义得到停电时序第一最优解的停电项目库β1：
[0031][0032]
《2.1》中服从基建停电时间模型为：
[0033][0034][0035]
一般的，基建停电时间t
(p)k1
大于常规检修停电时间t
(q)k1
，基建停电项目数量k1小于常规检修停电时间k2；式中初始基建停电计划和初始常规检修停电计划取并集；若v
k1
和v
k2
判断为同一变电站，则变电站的第一最优停电时间取基建停电项目库的停电时间计划，即同一变电站v
k1
的常规预试、定检、a修、b修项目的停电时间需服从于其基建、技改项目的停电时间；反之，若v
k1
和v
k2
判断为不同变电站，则v
k1
和v
k2
的第一最优停电时间均维持初始停电时间计划。
[0036]
步骤《3》按以下进行：
[0037]
《3.1》对第一最优解的停电项目库β1按照g矩阵的有向邻接关系，根据服从上一级变电站停电时间模型完成第二次遍历和迭代，形成第二最优解β2；
[0038]
《3.2》经第二次遍历后，β2已是最终最优解，是由k’个vi停电项目和停电时间构成的停电时间库矩阵，重新定义最优停电项目库β’；
[0039][0040]
《3.1》中服从上一级变电站停电时间模型为：
[0041][0042][0043]
式中第一最优解根据原始电网初始邻接矩阵的邻接关系，完成变电站上下级关系的“逻辑与”判断；若v
k3
判断与vivj中的vi或vj为同一变电站，且邻接秩为1，以vj为例，即vi
→
vj邻接关系为上一级变电站vi潮流流向下一级变电站vj，则下一级变电站vj的第二最优停电时间取上一级变电站vi的停电时间计划，即下一级变电站的停电时间服从上一级变电站的停电时间；反之，若v
k3
判断与vivj中的vi或vj均为不同变电站，则v
k3
的第二最优停电时间维持原第一最优停电时间计划。
[0044]
针对目前变电站停电项目库人工筛查存在的问题，发明人建立了一种优化变电站停电项目库的自动筛选方法，该法系基于电网有向邻接关系遍历搜索和最小停电时间约束模型的停电时序自动优化方法，包括《1》构建初始邻接矩阵g、初始基建停电项目库p、初始
常规检修停电项目库q；《2》第一次最小停电时间遍历；《3》第二次最小停电时间遍历。其中，解决判断上下级关系的难点，将地区电网地理接线图的上下级关系通过图论方法和潮流方向，以有向邻接矩阵的方式表示，同时确定初始基建停电项目库和初始常规检修停电项目库，通过最小时间优化模型，完成两次遍历，自动筛选停电计划重叠时间，计算最小停电时间，形成最优解。将本发明应用于变电站的停电项目库优化(不包括线路的停电项目库优化)可免去人工筛选操作实现自动筛选，是一种快速、准确、高效的优化变电站停电项目库的自动筛选方法，可辅助运行管理人员实现配网停电管理的经济安全性要求。
附图说明
[0045]
图1是本发明优化变电站停电项目库的自动筛选方法的路线图。
[0046]
图2是应用本发明的实例的拓扑结构图(局部)。
具体实施方式
[0047]
为进一步说明本发明如何实施，以优化南宁市市区电网在2019年-2021年三年运行方式停电项目库为例，参照参照上述方法将南宁市110kv及以上电网的拓扑结构和潮流方向以有向邻接矩阵的方式表示，同时确定初始基建和初始常规检修停电项目库，通过最小时间优化模型，完成两次遍历，自动筛选停电计划重叠时间，计算最小停电时间，形成南宁2019年-2021年三年运行方式最优停电项目库。
[0048]
《1》构建初始邻接矩阵g、初始基建停电项目库p、初始常规检修停电项目库q。
[0049]
《1.1》构建初始邻接矩阵g(v|e)
[0050]
南宁市区110kv及以上电网拥有变电站节点n个，vn＝琅东、碧竹、竹岭、城东、长堽、北湖、林村、瀚峰、良庆、城西、亭洪、科园、定勒、衡阳、龙岗、歌海、仙葫、谷塘、文华、六景、清川、七一、琴中、沙井、友谊......玉洞。由于全市区电网2019-2021年停电项目库数据量非常大，因此实例仅以局部电网为例，实例拓扑结构如图2。
[0051]
则有南宁市区电网初始邻接矩阵g＝v|e，其中：
[0052]
v＝琅东琅东琅东碧竹 琅东竹岭 琅东城东 琅东长堽 琅东北湖 琅东林村 琅东瀚峰...琅东玉洞
[0053]
＝碧竹琅东 碧竹碧竹 碧竹竹岭 碧竹城东 碧竹长堽 碧竹北湖 碧竹林村 碧竹瀚峰...碧竹玉洞
[0054]
＝竹岭琅东 竹岭碧竹 竹岭竹岭 竹岭城东 竹岭长堽 竹岭北湖 竹岭林村 竹岭瀚峰...竹岭玉洞
[0055]
＝城东琅东 城东碧竹 城东竹岭 城东城东 城东长堽 城东北湖 城东林村 城东瀚峰...城东玉洞
[0056]
＝长堽琅东 长堽碧竹 长堽竹岭 长堽城东 长堽长堽 长堽北湖 长堽林村 长堽瀚峰...长堽玉洞
[0057]
＝北湖琅东 北湖碧竹 北湖竹岭 北湖城东 北湖长堽 北湖北湖 北湖林村 北湖瀚峰...北湖玉洞
[0058]
＝林村琅东 林村碧竹 林村竹岭 林村城东 林村长堽 林村北湖 林村林村 林村瀚峰...林村玉洞
[0059]
＝瀚峰琅东 瀚峰碧竹 瀚峰竹岭 瀚峰城东 瀚峰长堽 瀚峰北湖 瀚峰林村 瀚峰瀚峰...北湖玉洞
[0060]
......
[0061]
＝玉洞琅东 玉洞碧竹 玉洞竹岭 玉洞城东 玉洞长堽 玉洞北湖 玉洞林村 玉洞瀚峰...玉洞玉洞
[0062][0063]
《1.2》构建初始基建停电项目库p(见表1)
[0064]
表1
[0065][0066]
[0067]
《1.3》构建初始常规检修停电项目库q(见表2)
[0068]
表2
[0069][0070]
《2》第一次最小停电时间遍历(见表3)
[0071]
《2.1》对初始基建停电项目库p和常规检修停电项目库q按照服从基建停电时间模型完成第一次遍历和迭代。同一变电站的常规检修停电项目时间t
(q)k2
需服从于其基建项目停电时间t
(p)k1
：
[0072]
表3
[0073]
[0074]
《2.2》经第一次遍历后，则有停电项目库第一最优解β1(见表4)。
[0075]
表4
[0076][0077]
[0078]
《3》第二次最小停电时间遍历(见表5)
[0079]
《3.1》按照g矩阵的有向邻接关系遍历第一最优解β1，根据服从上一级变电站停电时间模型完成第二次遍历，下一级变电站的停电时间服从上一级变电站的停电时间：
[0080]
表5
[0081][0082][0083]
《3.2》经第二次遍历后，第二最优解β2，即最终最优停电项目库β’(见表6)。
[0084]
表6
[0085][0086][0087]
上述实际应用表明，本发明可自动实现同一变电站常规检修项目与基建项目的停电时间相匹配，创新应用有向邻接矩阵，快速判断需要上下级配合的停电项目。与传统人工筛查方式相比，原每一年度均需要安排1人次5-8个工作日进行逐条人工判断筛选，合计需要3人次15-24个工作日筛选，另需要1人次2-5个工作日复核错漏项目。使用本发明方法进
行自动筛选后，仅需要安排1人次2-3个工作日即可完成全部筛选工作，共计完成2019年停电项目库筛选2438条、2020年停电项目库筛选1460条、2021年停电项目库筛选1577条，不仅减少了工作量，还可明显提高筛选准确性。