一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法及装置与流程

本发明涉及配电网安全控制，具体涉及一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法及装置。

背景技术：

1、配电网中的设备数量众多，且设备类型多样，设备质量参差不齐。当前配电网中的设备数量占到电网中所有设备数量的百分之七十以上。这给配电网的供电服务水平带来了巨大挑战，配电网的故障数量占电网故障总数量的百分之九十五以上。当前电能供应总体是充足的，对于部分地区、线路来说，甚至是超出用电需求的。

2、目前，由于设备故障而带来负荷供应缺失的电能量值已经远远超出电源出力不足带来的电能供应不足的电量值。因此，将产生故障的线路在出现问题时挂接至这些具有富余供电能力的线路是当前供电管理部门正在重点实施的负荷保障工作。

3、由于电能的连续性和不可存储性，以及用户对电能需求的连贯性，通过线路切换来实现负荷转供对时间性能的要求较高。因此，线路切换之前需要对目标挂接线路的负载能力和负载均衡性进行统筹评估，这一过程需要对目标挂接线路中的所有用户负荷以及线路中的变压器、所属电源的可用容量和已使用容量进行精确计算。然而，故障高发的线路多为低压用户所在的馈线，对于低压线路来说，线路供应用户众多，其负荷测算需要耗费大量的时间，给负荷转供效率带来了较大影响。

4、由于随机故障进行线路切换而实现负荷转供的效率仍然不够高，有时还会因为转供不够及时给重要企业、大客户带来较大损失甚至是难以估量的灾难。因此，如何，提高负荷转供的合理性和效率，是当前供电服务管理部门迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法及装置。

2、第一方面，提供一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法，所述基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法包括：

3、获取配电网区域中故障线路的邻近线路的拉手开关在预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型中的后继物理连接边的属性信息；

4、基于所述后继物理连接边的属性信息在所述邻近线路中选择支撑线路，并利用所述支撑线路对所述故障线路进行转供支撑；

5、其中，所述预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型通过对预先构建的配电网区域的数字孪生模型进行等值处理获取，所述物理连接边的属性信息包括：物理连接边所连接开关之间包含的所有变压器的额定容量之和和已使用容量之和。

6、优选的，所述配电网区域中故障线路的邻近线路为在配电网区域中故障线路周围预设范围内的线路。

7、优选的，所述预先构建的配电网区域的数字孪生模型的构建过程包括：将配电网区域中的设备作为节点，将所述设备的档案信息和量测信息作为属性对节点进行描述，其中，当两个设备的端子号集合存在相同的端子号时，构建两个设备对应节点之间的连接边。

8、进一步的，所述档案信息包括：编号、名称、所属单位、端子号、类型、电压等级、经纬度信息；所述量测信息包括：设备状态、设备电压、设备电流。

9、进一步的，对预先构建的配电网区域的数字孪生模型进行等值处理获取所述预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型的过程包括：

10、若预先构建的配电网区域的数字孪生模型中两个开关设备之间通过非开关设备连接，则删除配电网区域的数字孪生模型中两个开关设备之间的非开关设备，建立两个开关设备之间的物理连接边，并将所述非开关设备中所有变压器设备的额定容量之和和已使用容量之和作为所述物理连接边的属性信息。

11、优选的，所述所有变压器设备的额定容量之和和已使用容量之和如下：

12、

13、上式中，csum为所有变压器设备的额定容量之和，ci为第i个变压器的额定容量，s为所有变压器设备的已使用容量之和，ii为第i个变压器的电流，ui为第i个变压器的电压，n为物理连接边所连接开关之间包含的所有变压器总数量。

14、进一步的，所述基于所述后继物理连接边的属性信息在所述邻近线路中选择支撑线路，包括：

15、基于所述后继物理连接边的属性信息确定所述邻近线路的拉手开关的后继线路接受容量；

16、在所述邻近线路中选取线路的拉手开关的后继线路接受容量大于故障线路需要进行转供支撑的负荷总和的线路作为初始支撑线路；

17、在所述初始支撑线路中选取容量占用率最小的线路作为支撑线路。

18、进一步的，所述线路的拉手开关的后继线路接受容量如下：

19、a＝c-sa

20、上式中，a为线路的拉手开关的后继线路接受容量，c为线路的拉手开关在预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型中的后继物理连接边的属性信息中的所有额定容量之和的和，sa为线路的拉手开关在预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型中的后继物理连接边的属性信息中的所有已使用容量之和的和。

21、进一步的，所述容量占用率如下：

22、o＝(l+sa)/c

23、上式中，o为线路的容量占用率，l为故障线路需要进行转供支撑的负荷总和。

24、第二方面，提供一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供装置，所述基于配电网数字孪生模型的负荷转供装置包括：

25、获取模块，用于获取配电网区域中故障线路的邻近线路的拉手开关在预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型中的后继物理连接边的属性信息；

26、选择模块，用于基于所述后继物理连接边的属性信息在所述邻近线路中选择支撑线路，并利用所述支撑线路对所述故障线路进行转供支撑；

27、其中，所述预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型通过对预先构建的配电网区域的数字孪生模型进行等值处理获取，所述物理连接边的属性信息包括：物理连接边所连接开关之间包含的所有变压器的额定容量之和和已使用容量之和。

28、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

29、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

30、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法。

31、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法。

32、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

33、本发提供了一种基于配电网数字孪生模型的负荷转供方法及装置，包括：获取配电网区域中故障线路的邻近线路的拉手开关在预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型中的后继物理连接边的属性信息；基于所述后继物理连接边的属性信息在所述邻近线路中选择支撑线路，并利用所述支撑线路对所述故障线路进行转供支撑；其中，所述预先构建的配电网区域的负荷转供拓扑模型通过对预先构建的配电网区域的数字孪生模型进行等值处理获取，所述物理连接边的属性信息包括：物理连接边所连接开关之间包含的所有变压器的额定容量之和和已使用容量之和。本发明提供的技术方案具备较高的分析性能和实用性，能够为负荷转供分析提供有效的方案支撑。