【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電網(wǎng)工程，具體為有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法。
技術(shù)介紹
1、隨著社會(huì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)于穩(wěn)定性和可靠性的要求越來越高。有源配電網(wǎng)是指大量接入分布式電源、功率雙向流動(dòng)的配電網(wǎng)，又稱主動(dòng)配電網(wǎng)；有源配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中重要的組成部分之一，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到社會(huì)的正常運(yùn)行；如：通過整合多種分布式能源系統(tǒng)，不僅可以從傳統(tǒng)的中央電網(wǎng)接收電力，還能將本地產(chǎn)生的電力回饋到電網(wǎng)中，從而在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)提供支持，減輕主電網(wǎng)的壓力，增強(qiáng)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性；其次，有源配電網(wǎng)可以減少長途輸電的損失，從而降低能源成本，有助于減少對(duì)外部能源的依賴，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性；因此，如何有效地控制有源配電網(wǎng)的性能，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要任務(wù)。
2、然而在現(xiàn)有技術(shù)中，盡管仿真軟件能夠模擬電路的行為，但由于仿真環(huán)境和實(shí)際環(huán)境的差異，仿真結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中可能存在偏差，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或事故。
3、因此，不滿足現(xiàn)有的需求，對(duì)此我們提出了有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，通過根據(jù)有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型，并利用真實(shí)事件進(jìn)行模擬，準(zhǔn)確地反映了有源配電網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況；利用真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)為數(shù)學(xué)模型參數(shù)化處理提供豐富的依據(jù)，利用遺傳算法對(duì)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行全局尋優(yōu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有源配電網(wǎng)性能的最優(yōu)控制，使其不僅能反映出特定參數(shù)下的最優(yōu)性能，還可以適應(yīng)不同的參數(shù)設(shè)置，從而在更廣泛的場
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：
4、步驟一、獲取有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行規(guī)律，并建立能夠反映有源配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型；
5、步驟二、獲取有源配電網(wǎng)真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)，采用離散事件仿真方法將真實(shí)事件映射至數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行模擬；
6、步驟三、分析真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)獲得實(shí)際約束條件，并結(jié)合物理約束、電力電子學(xué)特性和控制策略，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)化處理；
7、步驟四、利用遺傳算法對(duì)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行全局尋優(yōu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有源配電網(wǎng)性能的最優(yōu)控制；
8、步驟五、通過對(duì)比數(shù)學(xué)模型在不同參數(shù)下的仿真結(jié)果，篩選出最優(yōu)參數(shù)組合，形成具有實(shí)用價(jià)值的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型。
9、進(jìn)一步的，所述步驟一中獲取有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行規(guī)律，具體包括以下步驟：
10、收集有源配電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)與組成部分，基本結(jié)構(gòu)包括：有源配電網(wǎng)采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開環(huán)運(yùn)行的結(jié)構(gòu)；組成部分包括：有源配電網(wǎng)由架空線路、電纜、配電變壓器、開關(guān)設(shè)備、無功補(bǔ)償電容組成；收集有源配電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律，包括：潮流與故障電流的雙向流動(dòng)和分布式電源的調(diào)節(jié)。
11、進(jìn)一步的，所述步驟一中建立能夠反映有源配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，具體包括以下步驟：
12、確定數(shù)學(xué)模型的基本假設(shè)和簡化條件，根據(jù)有源配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，確定數(shù)學(xué)模型的基本假設(shè)和簡化條件；根據(jù)有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；包括：描述有源配電網(wǎng)中各個(gè)元件的數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及各設(shè)備之間的連接關(guān)系；在數(shù)學(xué)模型中定義所有必要的變量和參數(shù)，變量和參數(shù)包括：電壓、電流以及功率電氣量，以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
13、進(jìn)一步的，所述步驟二中獲取有源配電網(wǎng)真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)，具體包括以下步驟：
14、獲取有源配電網(wǎng)真實(shí)事件的信息：收集真實(shí)事件的試驗(yàn)選區(qū)，獲取選區(qū)的地理信息、試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)結(jié)果，確立試驗(yàn)選區(qū)所需的線路數(shù)量、供電類型及線路瓦數(shù)；
15、獲取有源配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)：實(shí)時(shí)采集有源配電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括：電壓、電流以及功率參數(shù)；對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗與歸一化處理，刪除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)，利用平均值法對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充；采用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，識(shí)別有源配電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律和潛在問題。
16、進(jìn)一步的，所述步驟二中采用離散事件仿真方法將真實(shí)事件映射至數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行模擬，具體包括以下步驟：
17、采用離散事件仿真方法中事件調(diào)度法將真實(shí)事件映射至數(shù)學(xué)模型中，定義配電網(wǎng)中的各種實(shí)際事件，并為每種事件設(shè)定唯一標(biāo)識(shí)；在數(shù)學(xué)模型中建立一個(gè)用于記錄所有預(yù)定義的事件及其發(fā)生時(shí)間的事件表，仿真開始時(shí)，通過仿真系統(tǒng)中時(shí)間控制模塊掃描事件表確定下一個(gè)要發(fā)生的事件，使仿真時(shí)鐘被推進(jìn)到該事件的發(fā)生時(shí)間；當(dāng)確定下一個(gè)事件后，數(shù)學(xué)模型調(diào)用與該事件對(duì)應(yīng)的事件處理模塊執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序；事件處理完成后，更新仿真系統(tǒng)的狀態(tài)，并決定下一個(gè)將要發(fā)生的事件；重復(fù)以上仿真步驟，直至事件表中所預(yù)定的真實(shí)事件仿真結(jié)束。
18、進(jìn)一步的，在每次事件執(zhí)行后，需將該事件從事件表中移除，直到事件表中所有事件都執(zhí)行完畢。
19、進(jìn)一步的，所述步驟三中分析真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)獲得實(shí)際約束條件，具體包括以下步驟：
20、獲取真實(shí)事件中各個(gè)設(shè)備在正常狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并采用提取平均值法獲得各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)閾值，作為實(shí)際物理約束條件。
21、進(jìn)一步的，所述步驟三中結(jié)合物理約束、電力電子學(xué)特性和控制策略，具體包括以下步驟：
22、利用物理約束對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)化：根據(jù)有源配電網(wǎng)的實(shí)際物理特性，如：電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)等，對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整，確保模型的物理約束與實(shí)際配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)一致；
23、利用電力電子學(xué)特性對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)化：獲取有源配電網(wǎng)的電壓、電流以及功率參數(shù)，構(gòu)建能夠表征有源配電網(wǎng)在不同條件下的電氣特性的電氣特征模型，通過電氣特征模型獲得有源配電網(wǎng)電氣參數(shù)特征；并通過有源配電網(wǎng)電氣參數(shù)特征為依據(jù)，調(diào)整數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的性能；
24、利用控制策略對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)化：根據(jù)控制目標(biāo)選擇適宜的控制策略，在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)控制策略進(jìn)行參數(shù)化處理，包括：確定控制參數(shù)的初始值、調(diào)整范圍以及優(yōu)化算法的選擇。
25、進(jìn)一步的，所述步驟四中利用遺傳算法對(duì)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行全局尋優(yōu)，具體包括以下步驟：
26、編碼和解碼：將數(shù)學(xué)模型模型參數(shù)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，再將優(yōu)化后的二進(jìn)制字符串轉(zhuǎn)換回實(shí)際的參數(shù)值；初始化種群：隨機(jī)生成一個(gè)初始種群，每個(gè)個(gè)體代表一個(gè)可能的解，種群的大小和進(jìn)化的代數(shù)根據(jù)問題的復(fù)雜度和計(jì)算資源進(jìn)行設(shè)定；適應(yīng)度評(píng)估：計(jì)算每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度；選擇、交叉和變異：根據(jù)適應(yīng)度選擇優(yōu)秀的個(gè)體進(jìn)行交叉，生成新的個(gè)體；迭代更新：重復(fù)選擇、交叉和變異過程，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)或滿足預(yù)定停止條件為止，最終得到的個(gè)體即為最優(yōu)解；仿真驗(yàn)證：在數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，評(píng)估優(yōu)化后的參數(shù)配置對(duì)性能的影響，通過對(duì)比優(yōu)化前后的性能指標(biāo)，驗(yàn)證遺傳算法的有效性。...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述獲取有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行規(guī)律，具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述建立能夠反映有源配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述獲取有源配電網(wǎng)真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)，具體包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述采用離散事件仿真方法將真實(shí)事件映射至數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行模擬，具體包括以下步驟：
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7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述分析真實(shí)事件的信息和數(shù)據(jù)獲得實(shí)際約束條件，具體包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述利用遺傳算法對(duì)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)進(jìn)行全局尋優(yōu)，具體包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述形成具有實(shí)用價(jià)值的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型，具體包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)仿真計(jì)算模型構(gòu)建方法，其特征在于：所述獲取有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行規(guī)律，具體包括以下步驟：
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6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有源配電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯麗鋼，張悠然，陸驄，黃佳敏，沈鑫，王海東，陶雪，王思怡，張雅舟，殷懷宇，李平文，陸天豪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通市海門區(qū)供電分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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