本發明專利技術提供一種柔性合環移相調壓器選型配置優化方法及系統，優化方法包括以下步驟：采集配電網信息及歷史負荷數據；建立基于CNN?ARIMA?LSTM算法的負荷預測模型；建立多個調壓器與輸電線路計算模型；給定調壓器容量及型號范圍，得到基礎配置方案；對各配置方案基于上述各計算模型分別進行計算，并進行負荷預測，進而進行安全性判斷，輸出滿足預設值的配置方案；對滿足預設值的配置方案的各模型輸出值進行加權得分計算，選取加權得分最高的配置方案作為最優配置方案輸出。本方案綜合考慮了移相調壓器本體的熱穩定性、線路的熱穩定性及負荷增長的安全性，得到最優配置方案，實現配電網規劃長遠經濟性和安全性的兼顧，具有高度的可解釋性、可實施性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統優化，具體涉及一種柔性合環移相調壓器選型配置優化方法及系統。
技術介紹
1、隨著城市化進程的加快和經濟的快速增長，我國對電力系統管理和智能化水平的要求日益增高，用戶對電能供應的穩定性和質量要求也愈發嚴苛。目前，配電網結構不合理和發展滯后問題日益突出，在負荷高峰期，受端電網負荷長時間處于高位運行，負荷分配不均衡導致配電網設備過載和輸電阻塞問題頻發。
2、目前配電網柔性合環規劃方面普遍采用粗略的規劃手段，缺少行之有效的規劃方法以及基礎的規劃依據，同時傳統規劃方案缺乏對配電網潮流分布方面的考慮，缺乏對未來負荷增長對配電網安全影響的考慮，缺少有效協調平衡配電網規劃過程中電網側的經濟性和安全性的手段。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術的目的是提供一種綜合考慮移相調壓器穩定性及負荷增長安全性的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法及系統。
2、技術方案：一種柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，包括以下步驟：
3、(1)采集配電網設備信息、配電網線路信息、配電網電氣量信息及歷史負荷數據；
4、(2)建立基于cnn-arima-lstm算法的負荷預測模型；
5、(3)建立配網線路合環沖擊電流計算模型、調壓器熱穩定性計算模型、輸電線路熱穩定性計算模型、調壓器損耗模型、調壓器運行效率模型；
6、(4)根據配電網設備信息、配電網線路信息，給定柔性合環移相調壓器容量及型號范圍，得到對應的配置方案；
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p>7、(5)根據配電網設備信息、配電網線路信息、配電網電氣量信息及歷史負荷數據，對各配置方案基于上述各模型分別進行計算，并進行安全性判斷，輸出滿足預設值的配置方案；8、(6)對滿足預設值的配置方案的各模型輸出值進行加權得分計算，選取加權得分最高的配置方案作為最優配置方案輸出。
9、具體的，所述配電網設備信息包括配變類型、配變容量、空載損耗、負載損耗及短路阻抗；所述配電網線路信息包括線路型號、線路單位阻抗及線路長度；所述配電網電氣量信息包括三相電壓、三相電流及功率因數；所述歷史負荷數據包括配網歷史最高負荷日時網架各節點當天的負荷數據。
10、具體的，所述步驟(2)包括以下子步驟：
11、(21)使用cnn算法對歷史負荷數據進行數據特征提取，計算公式如下：
12、yt＝pool(σ(x*g)*w+b)
13、式中：x是輸入數據，g是卷積核，*表示卷積操作，σ是激活函數，pool是池化操作，w是權重矩陣，b是偏置向量，yt是數據特征輸出結果；
14、(22)利用lstm算法對cnn算法提取的數據特征輸出結果yt進行負荷預測，計算公式如下：
15、ht＝lstm(yt,ht-1)
16、εt＝h-ht
17、式中：lstm為計算單元，yt為cnn算法的數據特征輸出結果，ht-1為前一時刻的隱藏狀態，ht為當前時刻的隱藏狀態，h為負荷實際值，εt為lstm預測結果與實際值之間的殘差序列；
18、(23)利用arima算法對lstm算法得到的殘差序列εt進行建模，得到負荷預測結果，計算公式如下：
19、αt＝arima(εt)
20、式中：αt為負荷預測結果，arima為建模計算單元，εt為殘差序列。
21、優選的，所述步驟(2)還包括：
22、(24)給定權重值，對殘差序列及負荷預測結果進行加權平均計算，得到加權負荷預測結果，計算公式如下：
23、δt＝w1εt+w2αt
24、式中：δt為加權負荷預測結果，εt為殘差序列，αt為負荷預測結果，w1為殘差序列的權重，w2為負荷預測結果的權重。
25、具體的，所述配網線路合環沖擊電流計算模型包括合環點穩態合環電流分析模型及合環最大沖擊電流分析模型，計算公式如下：
26、合環點穩態合環電流分析模型：
27、
28、式中:分別為合環點兩側電壓，r1為合環點送端線路電阻值,l1為合環點送端線路電感值，r2為合環點受端線路中電阻值，l2為合環點受端線路中電感值，為合環電流穩態幅值；
29、合環最大沖擊電流分析模型：
30、
31、式中：為合環電流穩態幅值，ta為衰減時間常數，iim為合環最大沖擊電流。
32、具體的，所述調壓器熱穩定性計算模型，計算公式如下：
33、
34、式中：j為短路繞組中的電流密度；t1為短路持續的時間；θ0為繞組的起始溫度；θ1為繞組短路后平均溫度。
35、具體的，所述輸電線路熱穩定性計算模型，計算公式如下：
36、
37、式中：tl為輸電線路的溫度，tta為周邊環境的溫度；tl0為輸電線路的初始溫度；ta為衰減時間常數，t為輸電時間，i為輸電線電流；ra為交流電阻值；rd為直流電阻值；m為質量；cp為導體比熱容；β和kj均為常數。
38、具體的，所述調壓器損耗模型，計算公式如下：
39、p損＝p0+β2pk
40、式中：p損為調壓器綜合損耗，p0為調壓器空載損耗，β為調壓器的負荷率，pk為調壓器短路損耗。
41、具體的，所述調壓器運行效率模型，計算公式如下：
42、
43、式中：η為調壓器運行效率，st為調壓器的額定容量，為負載的功率因數。
44、本專利技術還提供一種柔性合環移相調壓器選型配置優化系統，包括：
45、數據采集模塊：用于采集配電網設備信息、配電網線路信息、配電網電氣量信息及歷史負荷數據；
46、負荷預測模塊：用于建立基于cnn-arima-lstm算法的負荷預測模型；
47、模型構建模塊：用于建立配網線路合環沖擊電流計算模型、調壓器熱穩定性計算模型、輸電線路熱穩定性計算模型、調壓器損耗模型、調壓器運行效率模型；
48、方案配置模塊：用于根據配電網設備信息、配電網線路信息，給定柔性合環移相調壓器容量及型號范圍，得到對應的配置方案；
49、方案初篩模塊：用于根據配電網設備信息、配電網線路信息、配電網電氣量信息及歷史負荷數據，對各配置方案基于上述各模型分別進行計算，并進行安全性判斷，輸出滿足預設值的配置方案；
50、方案輸出模塊：用于對滿足預設值的配置方案的各模型輸出值進行加權得分計算，選取加權得分最高的配置方案作為最優配置方案輸出。
51、有益效果：與現有技術相比，本專利技術的顯著效果是：采集配電網信息及歷史負荷數據后，給定柔性合環移相調壓器的容量及型號范圍，得到基礎配置方案，通過cnn-arima-lstm算法融合應用進行負荷預測，通過多個計算模型計算得到輸出值，與設定值對比，進行安全性判斷后給出符合安全要求的配置方案，進一步考慮移相調壓器本體的熱穩定性、線路的熱本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述配電網設備信息包括配變類型、配變容量、空載損耗、負載損耗及短路阻抗；所述配電網線路信息包括線路型號、線路單位阻抗及線路長度；所述配電網電氣量信息包括三相電壓、三相電流及功率因數；所述歷史負荷數據包括配網歷史最高負荷日時網架各節點當天的負荷數據。
3.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述步驟(2)包括以下子步驟：
4.根據權利要求3所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述步驟(2)還包括：
5.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述配網線路合環沖擊電流計算模型包括合環點穩態合環電流分析模型及合環最大沖擊電流分析模型，計算公式如下：
6.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述調壓器熱穩定性計算模型，計算公式如下：
7.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述輸電線路熱穩定性計算模型，計算公式如下：
8.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述調壓器損耗模型，計算公式如下：
9.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述調壓器運行效率模型，計算公式如下：
10.一種柔性合環移相調壓器選型配置優化系統，其特征在于，包括：
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【技術特征摘要】
1.一種柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述配電網設備信息包括配變類型、配變容量、空載損耗、負載損耗及短路阻抗；所述配電網線路信息包括線路型號、線路單位阻抗及線路長度；所述配電網電氣量信息包括三相電壓、三相電流及功率因數；所述歷史負荷數據包括配網歷史最高負荷日時網架各節點當天的負荷數據。
3.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述步驟(2)包括以下子步驟：
4.根據權利要求3所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法，其特征在于：所述步驟(2)還包括：
5.根據權利要求1所述的柔性合環移相調壓器選型配置優化方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉文松，彭中山，徐洪海，皇甫晨晨，郭柏良，瞿誠，王志剛，王學海，胡蓉，張勇，顧鑫，朱愷之，耿建，
申請(專利權)人：江蘇宏源電氣有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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