一种配电线路联络开关的通断状态确定方法和产品与流程

专利2025-12-19  18


本技术涉及电力系统配电网运行,尤其涉及一种配电线路联络开关的通断状态确定方法和产品。


背景技术:

1、高比例新能源接入配电网已成为能源发展的重要方向,以光伏为代表的可再生能源发电并网比例持续增加。由于分布式光伏发电具有随机性和间歇性,它的大规模并网会造成配电网电压频繁波动,大幅增加系统电压的越限风险,增加了电力系统的运行风险和运营费用。

2、随着大规模的分布式光伏和供暖期电采暖负荷接入电网,配电网原有的电压分布以及潮流分布发生改变,在白天光伏集中发电和夜晚电采暖负荷集中供电时,对配电线路和变压器容量带来一定压力。因此需要研究在现有配电网架基础上,利用改变已有配电线路联络开关的通断状态,改变配电网络拓扑结构,优化配电网潮流,保证用户供暖需求并最大化分布式光伏消纳。研究配电网多回路分时复用变换策略能有效解决光伏消纳和负荷不均衡等问题,实现配电网高效运行,对降低网损、改善电压质量、提高供电可靠性与经济性有着重要的意义。


技术实现思路

1、本技术实施提供了一种配电线路联络开关的通断状态确定方法和产品,用以解决现有技术中由确定配电线路联络开关的通断状态不准确,导致光伏消纳和负荷不均衡的问题。

2、第一方面,本技术提供了一种配电线路联络开关的通断状态确定方法,所述方法包括:

3、获取区域内各节点的配电网状态数据;其中,所述配电网状态数据包括:电压、线路电流、负荷功率、光伏发电功率以及开关状态;

4、将所述各节点的配电网状态数据输入状态确定模型,获取所述状态确定模型输出的目标策略,其中,所述目标策略包括各开关的目标通断状态;

5、控制开关智能体基于所述目标策略调整各开关的状态。

6、在一种可能的实施方式中,所述状态确定模型为q网络。

7、在一种可能的实施方式中,所述状态确定模型通过以下方式训练:

8、从回放缓冲区中随机抽样目标样本;

9、基于目标网络、所述目标样本中的下一状态,计算目标值;

10、使用计算出的目标值对原始状态确定模型的参数进行更新,通过反向传播算法优化网络参数,使得状态确定模型对于给定状态和动作的预测值趋近于目标值;

11、基于更新后的状态确定模型,对于抽样得到的经验,计算目标值与所述原始状态确定模型输出的预测值之间的差异,并据此确定目标损失值;

12、基于所述目标损失值对原始状态确定模型进行训练。

13、在一种可能的实施方式中,基于目标网络、所述目标样本中的下一状态,计算目标值,包括:

14、采用以下公式计算目标值:

15、y=ri+γmaxqtarget(st+1,a++1)

16、其中,ri为所述目标样本中的奖励值,γ为折扣因子,qtarget为目标网络,st+1为目标样本中的下一状态,at+1为在状态st+1时使qtarget(st+1,at+1)最大的动作。

17、在一种可能的实施方式中,所述回放缓冲区中的样本通过以下方式构建:

18、在初始状态下,以ε-贪心策略选择动作;

19、在预先构建的环境中执行所述动作,获取所述环境从当前初始状态转移至下一状态时返回的即时奖励值;

20、将包含初始状态、执行的动作、返回的奖励值以及观察到的下一状态的四元组作为样本存储到回放缓冲区中。

21、在一种可能的实施方式中,其特征在于,所述环境的目标函数通过以下方式构建:

22、根据接入分布式光伏的配电网区域内网损、均衡负荷、分布式光伏消纳水平、开关控制次数和分别对应的权重,确定目标函数。

23、在一种可能的实施方式中,所述分布式光伏的配电网区域内网损通过以下方式确认:

24、

25、式中,f1为全天支路有功损耗之和,ij为节点i和节点j连接的支路;xij为节点i到节点j的开断状态,1表示闭合,0表示断开;n为配电网所有线路的集合;t为全天时段总数;rij为节点i到节点j的电阻;t为时段标志;iij,t为在第t个时段节点i到节点j的电流;pij和qij分别为节点i到节点j的有功和无功功率;为支路ij末端节点电压;

26、所述均衡负荷通过以下方式确认:

27、

28、式中n为配电网所有线路的集合;lij为节点i到节点j的负荷率;pij和qij分别为节点i到节点j的有功和无功功率;为线路的平均负荷率;

29、所述分布式光伏消纳水平通过以下方式确认:

30、

31、式中,npv为分布式光伏的总个数;t为总时段;为t时段节点i上分布式光伏有功功率的预测值,为t时段节点i上的分布式光伏的有功功率实际出力值;

32、所述开关控制次数通过以下方式确认:

33、

34、式中,ij表示节点i和节点j连接而成的开关ij,nb为支路总数;hij(t)为t时段开关ij的开闭状态,hij(t-1)为t-1时段开关ij的开闭状态,开闭状态通常用二进制1和0来表示,1表示闭合,0表示断开。

35、在一种可能的实施方式中,所述环境的状态空间满足的约束条件通过以下方式确认:

36、功率平衡约束:

37、

38、其中,ui与uj分别表示节点i与节点j的节点电压;iij表示以节点i为起点、节点j为终点的支路i-j的电流;pij与qij分别表示流经支路i-j的有功和无功功率;rij与xij分别表示支路i-j的电阻与电抗;pj与qj分别表示注入节点j的净有功和无功负荷;jk表示以节点j为起点、节点k为终点,与节点j相连的支路集合;pjk与qjk分别表示流经支路j-k的有功和无功功率;

39、分布式光伏发电约束:

40、

41、其中,ppv,n、qpv,n分别代表光伏用户n的分布式光伏有功与无功出力;表示用户n的分布式光伏有功出力最大值;和分表表示用户n的分布式光伏无功出力的上、下限;

42、节点电压约束:

43、vmin≤vi≤vmax

44、式中,vmin和vmax分别为节点电压的允许运行的最小值和最大值,vi为节点i的电压值。

45、变压器容量约束:

46、sup≤asrated

47、sdown≤asrated

48、式中,srated为变压器的额定容量,sup为变压器上送的视在功率;sdown为变压器下送的视在功率,a为预设比例值;

49、支路电流约束:

50、

51、式中,iij(t)为t时段支路ij上流过的电流的幅值,iij,max(t)为t时段支路ij允许流过电流的最大幅值;gij为支路ij的电导,bij为支路ij的电纳;vi(t)、vj(t)分别为t时段节点i和节点就的电压值;θij为节点ij之间的相位差。

52、在一种可能的实施方式中,所述环境的奖励机制通过以下方式确认:

53、节点电压奖励:

54、

55、其中,a为第一预设数值,ui,min是电压下限ui,max是电压上限,ii是t时刻节点i的电压值。

56、开关变换奖励:

57、r2=-b+b*psuccess

58、式中,b为第二预设数值,每一次执行网络开关变换动作时,若满足潮流计算,则psuccess为1,若不满足潮流计算,psuccess为0。

59、第二方面,本技术实施例还提供了一种配电线路联络开关的通断状态确定装置,所述装置包括:

60、获取模块,用于获取区域内各节点的配电网状态数据;其中,所述配电网状态数据包括:电压、线路电流、负荷功率、光伏发电功率以及开关状态;

61、处理模块,用于将所述各节点的配电网状态数据输入状态确定模型,获取所述状态确定模型输出的目标策略,其中,所述目标策略包括各开关的目标通断状态;

62、控制模块,用于控制开关智能体基于所述目标策略调整各开关的状态。

63、由于在本技术实施例中,电子设备获取区域内各节点的配电网状态数据;其中,配电网状态数据包括:各节点电压、线路电流、负荷功率、光伏发电功率以及开关状态;将各节点的配电网状态数据输入状态确定模型,获取状态确定模型输出的目标策略,其中,目标策略包括各开关的目标通断状态;控制开关智能体基于目标策略调整各开关的状态。本技术实施例采用状态确定模型对配电网状态数据进行分析,从而准确地确定出目标策略,基于目标策略中各开关的目标通断状态,控制开关智能体基于目标策略调整各开关的状态,从而准确有效地对开关进行调整,有效解决光伏消纳和负荷不均衡等问题,实现配电网高效运行,降低网损、改善电压质量、提高供电可靠性与经济性。


技术特征:

1.一种配电线路联络开关的通断状态确定方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述状态确定模型为q网络。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述状态确定模型通过以下方式训练获得:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,基于目标网络、所述目标样本中的下一状态,计算目标值,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述回放缓冲区中的样本通过以下方式构建:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述环境的目标函数通过以下方式构建:

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分布式光伏的配电网区域内网损通过以下方式确认:

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述环境的状态空间满足的约束条件通过以下方式确认:

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述环境的奖励机制通过以下方式确认:

10.一种配电线路联络开关的通断状态确定产品,其特征在于,所述产品包括:


技术总结
本申请实施提供了一种配电线路联络开关的通断状态确定方法和产品,用以解决现有技术中由确定配电线路联络开关的通断状态不准确,导致光伏消纳和负荷不均衡的问题。由于在本申请实施例中,电子设备获取区域内各节点的配电网状态数据;其中,配电网状态数据包括:各节点电压、线路电流、负荷功率、光伏发电功率以及开关状态;将各节点的配电网状态数据输入状态确定模型,获取状态确定模型输出的目标策略,其中,目标策略包括各开关的目标通断状态;控制开关智能体基于目标策略调整各开关的状态。本申请实施例采用状态确定模型对配电网状态数据进行分析,从而准确地确定出目标策略,基于目标策略中各开关的目标通断状态,控制开关智能体基于目标策略调整各开关的状态,从而准确有效地对开关进行调整,有效解决光伏消纳和负荷不均衡等问题,实现配电网高效运行,降低网损、改善电压质量、提高供电可靠性与经济性。

技术研发人员:李继森,白广,苏峰,李彦鹏,宋国鑫,冯国宸
受保护的技术使用者:国网北京市电力公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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