配电网规划方法、装置、电子设备及存储介质

本技术涉及配电网规划，特别涉及一种配电网规划方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、提升配电网可靠性与可观性对于提高用户侧电能质量以及电力系统安全稳定运行具有重要意义。传统的配电自动化设备规划模型中无法直接考虑可靠性指标，二者之间统筹考虑的模型一般采用迭代法求解，即在规划计算中不考虑可靠性需求，而是对生成的方案抽样进行可靠性评估，若可靠性约束不满足则重新调整规划方案，该方法求解效率低、精度差，甚至严重依赖人工决策，无法适应当前配电网的发展需求。

2、相关技术中，可以通过量测优化配置方法进行配电网规划，适用于输电网、单相或三相平衡配电系统，无需依赖人工决策，计算效率较高、规划成效较高。

3、然而，相关技术中，量测优化配置方法无法满足三相不平衡主动配电网系统的量测优化配置需求，且旨在优化仪表数量，无法满足系统可观测性需求，有待改进。

技术实现思路

1、本技术提供一种配电网规划方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术中，无法满足三相不平衡主动配电网系统的量测优化配置需求，且旨在优化仪表数量，无法满足系统可观测性需求的技术问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种配电网规划方法，包括以下步骤：基于断路器虚拟故障流、自动操作虚拟故障流和人工操作虚拟故障流，构建配电网的配电网可靠性评估模型；利用所述配电网可靠性评估模型构建所述配电网的配电自动化设备规划模型，得到配电自动化设备满足预设可靠性条件的最优配置；以及利用预设信息矩阵压缩候选量测集合，以基于状态估计精度的蚁群算法优化所述最优配置，确定满足预设可观性条件的最优量测配置方案。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，在构建所述配电网的基于虚拟故障流的配电网可靠性评估模型之前，还包括：获取所述配电网的网络拓扑信息，其中，所述网络拓扑信息包括原始网架结构、现有配电自动化设备安装位置信息和待安装配电自动化设备、量测终端的功能、成本中的至少一项，以结合所述配电自动化设备规划模型得到所述最优配置。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述配电网可靠性评估模型的目标函数为：

5、

6、其中，saidi为系统平均年停电时间，ψn为所有节点组成的集合，nck为节点k的用户数，cidk为节点k的用户年停电时间。

7、可选地，在本技术的一个实施例中，所述配电自动化设备规划模型为：

8、

9、

10、其中，cftu为单个ftu设备成本，cccs为配电自动化中央控制系统成本，xccs为0-1变量，ω为权重系数，eens表示缺供负荷期望值，分别表示支路ij上节点i、j处是否装有ftu设备，ψb为所有支路组成的集合。

11、可选地，在本技术的一个实施例中，在所述预设信息矩阵为费歇耳fisher信息矩阵时，所述利用预设信息矩阵压缩候选量测集合，以基于状态估计精度的蚁群算法优化所述最优配置，确定满足预设可观性条件的最优量测配置方案，包括：基于所述fisher信息矩阵生成hessian矩阵，以得到费歇耳信息量fim值；基于所述fim值，令fim的标量函数为蚁群算法迭代计算时信息素更新的影响参数，得到第一阶段的量测优化配置方案。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，所述利用预设信息矩阵压缩候选量测集合，以基于状态估计精度的蚁群算法优化所述最优配置，确定满足预设可观性条件的最优量测配置方案，还包括：采用加权最小二乘状态估计方法得到状态估计精度值，以基于所述状态估计精度值确定所述最优量测配置方案是否满足所述预设可观性条件；将所述状态估计精度值作为所述蚁群算法中信息素更新的影响参数，得到第二阶段的量测优化配置方案。

13、本技术第二方面实施例提供一种配电网规划装置，包括：第一构建模块，用于基于断路器虚拟故障流、自动操作虚拟故障流和人工操作虚拟故障流，构建配电网的配电网可靠性评估模型；第二构建模块，用于利用所述配电网可靠性评估模型构建所述配电网的配电自动化设备规划模型，得到配电自动化设备满足预设可靠性条件的最优配置；以及规划模块，用于利用预设信息矩阵压缩候选量测集合，以基于状态估计精度的蚁群算法优化所述最优配置，确定满足预设可观性条件的最优量测配置方案。

14、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：获取模块，用于获取所述配电网的网络拓扑信息，其中，所述网络拓扑信息包括原始网架结构、现有配电自动化设备安装位置信息和待安装配电自动化设备、量测终端的功能、成本中的至少一项，以结合所述配电自动化设备规划模型得到所述最优配置。

15、可选地，在本技术的一个实施例中，所述配电网可靠性评估模型的目标函数为：

16、

17、其中，saidi为系统平均年停电时间，ψn为所有节点组成的集合，nck为节点k的用户数，cidk为节点k的用户年停电时间。

18、可选地，在本技术的一个实施例中，所述配电自动化设备规划模型为：

19、

20、

21、其中，cftu为单个ftu设备成本，cccs为配电自动化中央控制系统成本，xccs为0-1变量，ω为权重系数，eens表示缺供负荷期望值，分别表示支路ij上节点i、j处是否装有ftu设备，ψb为所有支路组成的集合。

22、可选地，在本技术的一个实施例中，所述规划模块包括：生成单元，用于在所述预设信息矩阵为费歇耳fisher信息矩阵时，基于所述fisher信息矩阵生成hessian矩阵，以得到费歇耳信息量fim值；更新单元，用于基于所述fim值，令fim的标量函数为蚁群算法迭代计算时信息素更新的影响参数，得到第一阶段的量测优化配置方案。

23、可选地，在本技术的一个实施例中，所述规划模块还包括：估计单元，用于采用加权最小二乘状态估计方法得到状态估计精度值，以基于所述状态估计精度值确定所述最优量测配置方案是否满足所述预设可观性条件；配置单元，用于将所述状态估计精度值作为所述蚁群算法中信息素更新的影响参数，得到第二阶段的量测优化配置方案。

24、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的配电网规划方法。

25、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的配电网规划方法。

26、本技术实施例可以构建基于虚拟故障流的配电网可靠性评估模型，并进一步构建配电自动化设备规划模型，在满足可靠性需求和客观性需求后，利用预设信息矩阵压缩候选量测集合，以基于状态估计精度的蚁群算法确定最优量测配置方案，实现对配电自动化设备及其他量测终端设备的科学合理规划，在保证可靠性与可观性的基础上以最小的成本收获最高的成效，提高了计算效率，提高配电网感知能力与运行管理水平。由此，解决了相关技术中，无法满足三相不平衡主动配电网系统的量测优化配置需求，且旨在优化仪表数量，无法满足系统可观测性需求的技术问题。

27、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。