一种基于DOE设计的新型配电网降损系统及方法与流程
一种基于doe设计的新型配电网降损系统及方法
技术领域
1.本发明属于分布式电源并网与新型配电系统技术领域，尤其涉及一种基于doe设计的新型配电网降损系统及方法。
背景技术：
2.由于新型广义负荷和配电网经济运行具有双重不确定性和随机波动性，基于规模化dg接入场景下的配网运行状态也具有多样性，使配电网网损变化成因复杂，降损工作难以持续展开。现有技术中，只针对配电网中dg接入的单一特定场景进行分析，无法适用于规模化dg广泛接入的多场景分析。另外，现有配网降损方法多采用启发式算法，无法同时兼顾多个变量之间的相互作用，算法复杂计算量大，实际操作使用效率较低。
技术实现要素：
3.本发明针对现有技术中存在的问题，第一方面提供一种基于doe设计的新型配电网降损系统，本发明采取的技术方案是：
4.一种基于doe设计的新型配电网降损系统，包括配电网网络拓扑模块、dg并网运行特征模块、数据采集与传输模块、doe配网降损设计模块、远程客户端操作模块；
5.所述配电网网络拓扑模块获取配电网数据信息，并将所述配电网数据信息发送至所述数据采集与传输模块；
6.所述dg并网运行特征模块获取dg并网数据信息，并判断dg的运行状态，明确dg并网的运行特征，并将所述dg并网数据信息发送至所述数据采集与传输模块；
7.所述doe配网降损设计模块采用doe设计方法设计安排试验方案，通过合理优化和配置dg资源使并网网损最小；
8.所述数据处理与分析模块实现数据的存储、处理和分析，并将数据处理结果发送至所述远程客户端操作模块；
9.所述远程客户端操作模块用于接收数据处理与分析模块的目标数据信息，以及向中央控制器发送操作指令。
10.在上述方案的基础上，所述数据采集与传输模块包括：采集器、集中器、、区域服务器和中央控制器；
11.所述采集器设置于配电系统的各用户节点处，用于对用户侧的各量测、计量设备进行信息采集与获取，用于保存通过电力载波响应集中器的命令上传数据或向电表下传执行命令；
12.所述集中器用于完成与采集器的数据通信工作，向所述采集器下达操作命令，定时循环接收采集器的量测数据；
13.所述集中器用于实现与主站的通信，将数据信息传送到需要的或区域服务器中；
14.所述为无线通信类型，用于接收来自于用户侧的数据信息，并将该信息发送
至区域服务器；
15.所述区域服务器位于配电系统的各馈线中，用于接收下属的各发送的数据信息，并将该信息发送至中央控制器；
16.所述中央控制器用于完成对数据信息的记录和处理，同时反馈至远程操作客户端操作模块。
17.第二方面，本发明基于上述系统提供一种基于doe设计的新型配电网降损方法。
18.其中，doe配网降损设计模块包括前期计划与准备阶段、试验设计阶段与实施阶段、结果分析与验证阶段。
19.在上述方案的基础上，所述前期计划与准备阶段具体为：将获取的各dg及所属配电网系统基本参数信息进行初始化设置，并将dg的最小、最大有功功率分别编码为-1和1；明确并合理选择变量、因子和水平；
20.所述试验设计阶段与实施阶段具体为：依据所述前期计划与准备阶段所明确并选择变量、因子和水平，设计相应的试验方案；
21.所述试验设计阶段与实施阶段分为plackett-burman试验设计和多水平因子试验设计；
22.所述plackett-burman试验设计用于明确dg的并网位置，筛选出对并网网损有显著影响的关键节点；
23.所述多水平因子试验设计用于在dg并网网损最小的同时提供一种最优dg并网容量配置方案；
24.所述结果分析与验证阶段具体为：对所述试验设计阶段与实施阶段的结果进行分析和验证，以保证结果的真实有效性。
25.在上述方案的基础上，所述数据处理与分析模块按照doe配网降损设计模块的核心思想对目标信息进行处理分析，并将处理结果直接反馈至远程客户端操作模块；
26.所述数据处理与分析模块将接收处理来自远程客户端操作模块发送的操作指令，并根据相应操作指令对配电网网络拓扑模块、dg并网运行特征模块、doe配网降损设计模块、数据采集与传输模块以及数据处理与分析模块进行与控制指令相应的操作。
27.本发明的有益效果：
28.本发明提供的基于doe设计的新型配电网降损系统及方法，综合考虑了新型广义负荷多变量因子对配网网损的影响机制，且广泛适用于规模化dg接入的多场景分析。所提降损方法原理简单，适应场景应用范围广阔，实际可操作性较高，其不仅可直接用于指导当前配电网的建设改造，而且也为今后以新能源dg为主体的新型配电系统规划和投资决策提供理论依据。因此，无论是在指导配电网规划还是扩建改造方面,都具有十分重要的实际意义和社会意义。
附图说明
29.本发明有如下附图：
30.图1基于doe设计的新型配电网降损系统的结构示意图；
31.图2基于doe设计的新型配电网降损系统网络拓扑模块结构示意图；
32.图3基于doe设计的新型配电网降损系统dg并网运行特征模块结构示意图；
33.图4基于doe设计的新型配电网降损系统数据采集与传输模块结构示意图；
34.图5基于doe设计的新型配电网降损系统doe配网降损设计模块工作流程示意图；
35.图6基于doe设计的新型配电网降损系统数据处理与分析模块结构示意图。
具体实施方式
36.以下结合图1-6对本发明作进一步详细说明。
37.图1为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统的结构示意图，主要包括配电网网络拓扑、dg并网运行特征、数据采集与传输、doe配网降损设计、数据处理与分析以及远程客户端操作6个特征模块。其中，配电网网络拓扑模块用于构建配电网的网架结构和拓扑关系；dg并网运行特征模块适用于规模化dg的并网场景，用于获取dg资源属性等相关基础数据，例如dg并网位置、并网容量、并网数量等；数据采集与传输模块的主要功能是对配电网网络拓扑模块和dg并网运行特征模块中的相关信息进行采集获取包括系统潮流大小、线路损耗、dg出力等，并实现不同模块之间的数据传输；doe配网降损设计模块的主要功能是采用doe设计方法设计安排试验方案，通过合理优化和配置dg资源使并网网损最小；数据处理与分析模块主要是实现数据的存储、处理和分析，并将数据处理结果发送至远程客户端操作模块；远程客户端操作模块用于接收数据处理与分析模块的目标数据信息，以及向中央控制器发送操作指令。
38.图2为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统网络拓扑模块结构示意图，主要包括系统管理、网络结构和运行效益三部分内容。其中，系统管理主要指配电网的组成元素、设备参数、用户需求和运行方式；网络结构具体包含拓扑参数和运行数据；运行效益部分用于对系统进行潮流分析和线损/网损计算。
39.图3为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统dg并网运行特征模块结构示意图，该模块用于明确dg并网的运行特征。通过dg自身资源属性信息和运行环境情况，结合配电网用户需求情况，对dg并网的运行状态进行判断，明确其运行特征。其中，dg自身资源属性主要包含dg并网位置、dg并网容量以及dg并网数量；运行环境情况指风速/风向/风力、光照强度、大气压力、大气温度等自然环境属性；运行状态分为就地消纳、余量上网和孤岛运行三种模式。
40.图4为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统数据采集与传输模块结构示意图，主要用于将上述配电网网络拓扑和dg并网运行特征两个模块的目标信息进行采集获取，并进一步传输至中央控制器。数据采集部分通过采集器对用户的量测、计量设备进行目标数据的统一获取，并将所采集的信息发送至集中器进行整合汇总，以方便后期数据的传输共享。目标信息包括用户供需数据、dg运行数据、系统拓扑等数据信息。数据采集部分中的每一级采集器不仅可以汇集上一级采集器采集的信息，也可将指令发送给下一级。数据传输部分是依靠无线通信以及相关的区域服务器等设备实现数据的无线通信传输与远程数据共享。各级采集器之间传输的数据信息可经过ip协议进行数据封装，现场数据可受控的向任何ip终端发送，如手机和笔记本电脑等。这些信息通过现场可编程控制器运行本地控制。远程传输可基于cdma/gprs信道，同时支持sms方式的数据上传和指令下达。实时的数据采集可利用cdma/gprs数据信道的实时在线特性，不间断的对受测对象进行监测；间歇性或触发性的数据传输，可采用smas短信息的形式实现共享。该模块中的中央
控制器与数据处理模块的用户数据处理芯片直接相连，用于对目标信息进行记录和处理，最终将处理结果反馈至远程客户端操作模块。采集器设置于配电系统的各用户节点处，用于对用户侧的各量测计量设备进行信息采集与获取，还可保存通过电力载波响应集中器的命令上传数据或向电表下传执行命令。集中器的主要功能一方面是完成与采集器的数据通信工作，向采集器下达操作命令，定时循环接收采集器的量测数据，另一方面是实现与主站的通信，将用户供需等数据信息传送到需要的或区域服务器中。为无线通信类型，用于接收来自于用户侧的供需、出力等数据信息，并将该信息进一步发送至区域服务器。区域服务器位于配电系统的各馈线中，用于接收下属的各发送的用户供需、dg出力等数据信息，并将该信心发送至中央控制器。
41.图5为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统doe配网降损设计模块工作流程示意图，主要包括前期计划与准备、实验设计与实施以及结果分析与验证三个阶段。首先，在前期计划与准备阶段，对获取的各dg及所属配电网系统基本参数信息进行初始化设置，并将dg的最小、最大有功功率分别编码为-1和1。该阶段主要是进行目标阐述，明确并合理选择变量、因子和水平。其次，进入试验设计与实施阶段，依据上阶段所明确的相关变量、因子、水平等信息，设计相应的试验方案。该阶段主要分为plackett-burman试验设计和多水平因子试验设计两部分。前者试验的主要目的是用于明确dg的并网位置，筛选出对并网网损有显著影响的关键节点，而后者试验设计目标是在dg并网网损最小的同时提供一种最优dg并网容量配置方案。该阶段所提试验方案不仅可以解决dg并网资源的合理配置问题，也为以dg为主体的新型配电网提供了一种更加简单高效的降损方法。最后，进入结果分析与验证阶段，该阶段是对上一阶段的结果进行分析和验证，以保证结果的真实有效性。
42.图6为本发明实施例提供的基于doe设计的新型配电网降损系统数据处理与分析模块结构示意图，该模块的功能是按照doe配网降损设计模块的核心思想对目标信息进行处理分析，并将处理结果直接反馈至远程客户端操作模块。同时，该模块也可接收处理来自远程客户端操作模块发送的操作指令，并根据相应操作指令对配电网网络拓扑模块、dg并网运行特征模块、doe配网降损设计模块、数据采集与传输模块以及数据处理与分析模块进行与控制指令相应的操作。无线通信负责接收各个节点用户打包过来的数据信息并将其传送至区域服务器，实现与各/区域服务器之间的数据传输与信息共享。该模块包括数据处理芯片(arm系列)、串口通信、控制器、存储器以及电源芯片。其中，处理控制器用于对目标信息进行数据记录和处理分析，存储器用来存储程序指令和各种数据信息。
43.远程客户端操作模块具体指的是客户端操作软件，该软件可安装于电脑或手机上，能够接收中央控制器发送的数据处理与分析结果，并支持远程实时现场信息查询。远程客户端操作模块可以向中央控制器发送操作指令，发送的操作指令也可以通过中央控制器的控制被各级服务器执行。
44.以上实施方式仅用于说明本发明专利，而并非对本发明专利的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明专利的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明专利的范畴，本发明专利的专利保护范围应由权利要求限定。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
