一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法及终端与流程

本发明涉及配电网规划，尤其是涉及一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法及终端。

背景技术：

1、近年来，随着全球能源供应向着清洁、低碳方向转型，大规模分布式电源dg(distributed generation)接入配电网，对配电网网架规划产生了重要影响。在实际工程应用中，配电网网架规划包含诸多环节，如馈线区块划分、主干线布线、分支线布线、联络线布线。作为网架规划的首要环节，馈线区块划分是指将变电站供电范围划分为若干供电区块，其划分效果的优劣将影响网架规划后续环节的开展，具有重要意义。

2、传统的馈线区块划分方法大多由规划人员根据经验提出，容易造成划分方案适应能力差，容错率较低等问题。配电网馈线区块划分截止目前已取得一定成果。有些成果提出了用于中压目标网架规划的供电分区全局优化模型和相应的启发式方法，使得不同水平规划人员可以得到基本一致的分区优化划分方案，但这类模型的应用前提是需要有候选主干通道布局，因此模型适用性和推广性不强。另外一些成果在构建网格区块划分综合评价指标体系的基础上，提出了基于空间聚类算法的网格优化划分数学模型及其求解方法，为进一步推进网格化规划的工程应用奠定了基础，但这类模型的优化对象是网格内的配电变压器和聚类中心位置坐标，优化对象较为特殊，模型适用性并不强。另外还有些成果提出考虑负荷时序特性互补的馈线区块划分方法，并构建了区块划分方案的评估指标，基本思想是将有利于改善馈线区块时序特性的负荷进行聚类，但是该方法在时序特性分析中并未考虑dg的影响，存在一定的提升空间。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法及终端，能够适应当前大量大规模分布式电源接入的配电网现状，实现馈线区块划分。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，包括步骤：

4、s1、定义变电站的最大供电半径、最小供电半径和中心圆集；

5、s2、以所述最大供电半径、所述最小供电半径和所述中心圆集为基础，采用基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正以及源荷与聚类中心的加权距离计算对k-means聚类算法进行改进后，运用改进后的k-means聚类算法划分得到馈线区块；

6、s3、基于源荷特性匹配分析，构建包含区块均衡率和区块峰谷差率的馈线区块划分评估指标，根据所述馈线区块划分评估指标评判馈线区块的优劣。

7、为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

8、一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤：

9、s1、定义变电站的最大供电半径、最小供电半径和中心圆集；

10、s2、以所述最大供电半径、所述最小供电半径和所述中心圆集为基础，采用基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正以及源荷与聚类中心的加权距离计算对k-means聚类算法进行改进后，运用改进后的k-means聚类算法划分得到馈线区块；

11、s3、基于源荷特性匹配分析，构建包含区块均衡率和区块峰谷差率的馈线区块划分评估指标，根据所述馈线区块划分评估指标评判馈线区块的优劣。

12、本发明的有益效果在于：本发明提供一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法及终端，通过定义最大、最小供电半径和中心圆集，并以此为基础对传统k-means聚类算法提出了基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正、源荷与聚类中心的加权距离计算的三种改进措施，以对馈线区块进行划分，最后基于源荷特性匹配分析，构建包含区块均衡率和峰谷差率的划分效果综合评估指标，以评判划分的馈线区块的优劣，在适应当前大量大规模分布式电源接入配电网现状的同时，又能充分挖掘变电站供电区域内源荷特性匹配的潜力，实现资源的高效利用。

技术特征：

1.一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：

3.根据权利要求2所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，其特征在于，所述步骤s2中采用基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正以及源荷与聚类中心的加权距离计算对k-means聚类算法进行改进，具体为：

4.根据权利要求3所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，其特征在于，所述步骤s2中运用改进后的k-means聚类算法划分得到馈线区块，具体为：

5.根据权利要求4所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，其特征在于，所述步骤s3中构建包含区块均衡率和区块峰谷差率的馈线区块划分评估指标，具体为：

6.一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，其特征在于，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，其特征在于，所述步骤s1具体为：

8.根据权利要求7所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，其特征在于，所述步骤s2中采用基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正以及源荷与聚类中心的加权距离计算对k-means聚类算法进行改进，具体为：

9.根据权利要求8所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，其特征在于，所述步骤s2中运用改进后的k-means聚类算法划分得到馈线区块，具体为：

10.根据权利要求9所述的一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分终端，其特征在于，所述步骤s3中构建包含区块均衡率和区块峰谷差率的馈线区块划分评估指标，具体为：

技术总结
本发明公开了一种基于源荷特性互补聚类的馈线区块划分方法，包括定义变电站的最大供电半径、最小供电半径和中心圆集，并以此为基础，采用基于中心圆集的初始聚类中心设定、基于中心圆弧的聚类中心修正以及源荷与聚类中心的加权距离计算对K‑means聚类算法进行改进后，划分得到馈线区块，然后基于源荷特性匹配分析，构建包含区块均衡率和区块峰谷差率的馈线区块划分评估指标，评判馈线区块的优劣。本发明能适应当前大量大规模分布式电源接入配电网的现状，同时又能充分挖掘变电站供电区域内源荷特性匹配的潜力，实现资源的高效利用。

技术研发人员：郑洁云,张林垚,张章煌,吴桂联,陈卓琳,倪识远,施莹
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11