本发明属于配电网规划，具体涉及一种协调配电网网架规划的优化方法及装置。
背景技术：
1、配电网是电力系统的重要组成部分，将电力从高压输电网安全、可靠、高效的分配到最终用户。
2、配电网的有效规划、管理都对于满足日益增长的电力需求、适应能源结构变化、提高系统韧性和促进社会经济发展具有不可替代的作用。
3、通常来说，配电网的一次网架结构是整个配网电力系统的基础，包括线路的布置、变电站位置及容量等方面的设置。二次设备在配网电力系统中则发挥测量、保护、控制的关键作用，包括保护设备、自动化设备等。
4、配电网规划的思路通常是先进行一次网架结构的规划，再配置相应的二次设备。如专利cn118095765a给出一种配电网的两阶段规划方法、装置、设备及存储介质，方法包括：对规划区域进行网格划分得到若干网格，基于若干个网格对规划区域内的负荷节点进行空间负荷预测，得到空间负荷预测值；对规划区域内的分布式电源进行出力特性预测得到节点负荷预测值；根据空间负荷预测值和节点负荷预测值，建立网架扩展规划模型；基于网架扩展规划模型，建立柔性升级规划模型；基于标准粒子群对网架扩展规划模型和柔性升级规划模型构成的两阶段规划模型进行求解，得到规划结果，规划结果包括最优网架扩展结构，以及ess-sop选址方案和ess选址方案。该方案能够有效提高配电网规划的准确性，从而能够构筑可靠、稳定的配电系统。
5、然而，上述的先后顺序的规划方式存在相当的局限性。例如，规划过程中必须先适应对一次网架结构的严苛要求，二次设备的功能属性无法通过规划方式完全展现。
6、因此，如何协调配电网中对二次设备的配置，以实现对配电网网架的协同规划，在优化建设成本和可靠性约束的基础上，提升配电网的运营效率是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种协调配电网网架规划的优化方法及装置，优化方法具体包括如下步骤：基于协调一次网架与二次设备的配电网网架规划，构建配电网网架规划的第一评估模型、第二评估模型以及多个拓扑结构；结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数；基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数；结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优；根据寻优情况，确定目标拓扑结构，给出针对配电网网架的规划。本发明考虑二次设备对一次网架的功能互补行，对配电网网架进行协同规划，提高配电网运行可靠性，优化建设成本和运营效率。
2、第一方面，本发明提供一种协调配电网网架规划的优化方法，具体包括如下步骤：
3、基于协调一次网架与二次设备的配电网网架规划，构建配电网网架规划的第一评估模型、第二评估模型以及多个拓扑结构，其中，协调一次网架与二次设备的配电网网架规划为在配电网的一次网架规划中嵌入二次设备配置模块；
4、结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数；
5、基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数；
6、结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优；
7、根据寻优情况，确定目标拓扑结构，给出针对配电网网架的规划。
8、进一步的，构建配电网网架规划的多个拓扑结构，具体包括如下步骤：
9、获取并遍历多种预先规划的初始拓扑结构，根据配电网首端以及终端类型，对配电网进行馈线分区的划分；
10、遍历各个馈线分区与其他馈线分区的连接关系，形成配电网网架规划的多个拓扑结构。
11、进一步的，结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数，具体包括：
12、结合第一评估模型、第二评估模型，基于一次网架及二次设备布置的年综合费用，给出对应一次网架规划的第一目标函数；
13、其中，年综合费用包含一次网架的年总费用以及二次设备的年总费用；
14、第一评估模型，具体表示为：
15、
16、其中，为负荷节点k的净功率，为负荷节点k到其他负荷节点l的功率流，为其他负荷节点m到负荷节点k的功率流，l、m分别为与负荷节点k相连的出边和入边的数量，、分别为负荷节点的最小和最大允许功率；
17、第二评估模型，具体表示为：
18、
19、其中，为配电网平均供电可用率，配电网中负荷节点的数量，为负荷节点k的年平均停电时间，为负荷节点k所连接的用户数量。
20、进一步的，基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数，具体包括：
21、结合对评估模型中负荷节点的分析，以二次设备的年总费用以及一次网架年停电费用，给出对应二次设备规划的第二目标函数；
22、第二目标函数，具体表示为：
23、
24、其中，为二次设备的年总费用，为二次设备智能终端的年投资费用，为二次设备智能终端的年运维费用，为负荷节点k的平均负荷，为单位停电损失费用。
25、进一步的，结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优，具体包括如下步骤：
26、基于馈线分区及馈线分区之间的连接关系，对第一目标函数进行寻优分析；
27、基于二次设备的类型及数量，对第二目标函数进行寻优分析；
28、交替以上第一目标函数、第二目标函数的寻优分析，直至收敛。
29、进一步的，基于馈线分区及馈线分区之间的连接关系，对第一目标函数进行寻优分析，具体包括如下步骤：
30、确定初始目标拓扑结构，给出第一物理参数组对应的初始第一矩阵值；
31、通过第一目标函数对初始第一矩阵值进行寻优分析，给出初始结果；
32、更新第一矩阵值，通过第一目标函数重复寻优分析步骤；
33、迭代以上更新、寻优分析过程；
34、其中，第一物理参数组包括馈线分区及馈线分区之间的连接关系。
35、进一步的，第一矩阵值，具体表示为：
36、
37、其中，为各个馈线分区之间连接关系的集合，为第一个馈线分区连接关系，d为各个馈线分区之间连接关系的总数。
38、进一步的，基于二次设备的类型及数量，对第二目标函数进行寻优分析，具体包括如下步骤：
39、根据初始目标拓扑结构，给出第二物理参数组对应的初始第二矩阵值；
40、通过第二目标函数对初始第二矩阵值进行寻优分析，给出初始评估结果；
41、更新第二矩阵值，通过第二目标函数重复寻优分析步骤；
42、迭代以上更新、寻优分析过程；
43、其中，第二物理参数组包括二次设备的类型及二次设备的数量。
44、进一步的，第二矩阵值，具体表示为：
45、
46、其中，为各个二次设备类型的集合，为对应第一个馈线分区连接关系的二次设备的数量，d为各个馈线分区之间连接关系的总数。
47、进一步的，根据初始目标拓扑结构，给出第二物理参数组对应的初始第二矩阵值，具体包括：
48、基于初始目标拓扑结构和各个馈线分区之间连接关系节点，给出每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点的距离。
49、进一步的，更新第二矩阵值，包括：
50、将每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点形成距离矩阵；
51、从距离矩阵中选取每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点的最小距离，组合形成最小距离向量；
52、从最小距离向量中提取至少一个元素，直至最小距离向量中元素的所有组合均被提取，给出提取的全部元素组合及对应形成的最小距离子向量；
53、基于距离矩阵，确定每个最小距离子向量的所有元素中最小距离的最大值；
54、将相同元素数量的最小距离子向量对应最小距离的最大值进行对比，给出相同元素数量的最小距离子向量中最大值最小的最小距离子向量；
55、将最大值最小的最小距离子向量按照元素数量从少到多进行排序，并按照顺序将最小距离子向量对应最小距离的最大值差值处理，得到相邻最小距离子向量的变化量；
56、将相邻最小距离子向量的变化量与变化量阈值范围对比，给出满足变化量阈值范围且元素数量最少的最小距离子向量；
57、根据满足变化量阈值范围且元素数量最少的最小距离子向量，确定初始目标拓扑结构中与该最小距离子向量每个元素对应的二次设备。
58、第二方面，本发明还提供一种协调配电网网架规划的优化装置，采用如上述协调配电网网架规划的优化方法，具体包括：
59、构建单元，用于基于协调一次网架与二次设备的配电网网架规划，构建配电网网架规划的第一评估模型、第二评估模型以及多个拓扑结构，其中，协调一次网架与二次设备的配电网网架规划为在配电网的一次网架规划中嵌入二次设备配置模块；
60、分析单元，用于结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数；基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数；
61、寻优单元，用于结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优；根据寻优情况，确定目标拓扑结构，给出针对配电网网架的规划。
62、进一步的，构建配电网网架规划的多个拓扑结构，具体包括：
63、获取并遍历多种预先规划的初始拓扑结构，根据配电网首端以及终端类型，对配电网进行馈线分区的划分；
64、遍历各个馈线分区与其他馈线分区的连接关系，形成配电网网架规划的多个拓扑结构。
65、进一步的，结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数，具体包括：
66、结合第一评估模型、第二评估模型，基于一次网架及二次设备布置的年综合费用，给出对应一次网架规划的第一目标函数；
67、其中，年综合费用包含一次网架的年总费用以及二次设备的年总费用；
68、第一评估模型，具体表示为：
69、
70、其中，为负荷节点k的净功率，为负荷节点k到其他负荷节点l的功率流，为其他负荷节点m到负荷节点k的功率流，l、m分别为与负荷节点k相连的出边和入边的数量，、分别为负荷节点的最小和最大允许功率；
71、第二评估模型，具体表示为：
72、
73、其中，为配电网平均供电可用率，配电网中负荷节点的数量，为负荷节点k的年平均停电时间，为负荷节点k所连接的用户数量。
74、进一步的，基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数，具体包括：
75、结合对评估模型中负荷节点的分析，以二次设备的年总费用以及一次网架年停电费用，给出对应二次设备规划的第二目标函数；
76、第二目标函数，具体表示为：
77、
78、其中，为二次设备的年总费用，为二次设备智能终端的年投资费用，为二次设备智能终端的年运维费用，为负荷节点k的平均负荷，为单位停电损失费用。
79、进一步的，结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优，具体包括：
80、基于馈线分区及馈线分区之间的连接关系，对第一目标函数进行寻优分析；
81、基于二次设备的类型及数量，对第二目标函数进行寻优分析；
82、交替以上第一目标函数、第二目标函数的寻优分析，直至收敛。
83、进一步的，基于馈线分区及馈线分区之间的连接关系，对第一目标函数进行寻优分析，具体包括：
84、确定初始目标拓扑结构，给出第一物理参数组对应的初始第一矩阵值；
85、通过第一目标函数对初始第一矩阵值进行寻优分析，给出初始结果；
86、更新第一矩阵值，通过第一目标函数重复寻优分析步骤；
87、迭代以上更新、寻优分析过程；
88、其中，第一物理参数组包括馈线分区及馈线分区之间的连接关系。
89、进一步的，第一矩阵值，具体表示为：
90、
91、其中，为各个馈线分区之间连接关系的集合，为第一个馈线分区连接关系，d为各个馈线分区之间连接关系的总数。
92、进一步的，基于二次设备的类型及数量，对第二目标函数进行寻优分析，具体包括：
93、根据初始目标拓扑结构，给出第二物理参数组对应的初始第二矩阵值；
94、通过第二目标函数对初始第二矩阵值进行寻优分析，给出初始评估结果；
95、更新第二矩阵值，通过第二目标函数重复寻优分析步骤；
96、迭代以上更新、寻优分析过程；
97、其中，第二物理参数组包括二次设备的类型及二次设备的数量。
98、进一步的，第二矩阵值，具体表示为：
99、
100、其中，为各个二次设备类型的集合，为对应第一个馈线分区连接关系的二次设备的数量，d为各个馈线分区之间连接关系的总数。
101、进一步的，根据初始目标拓扑结构，给出第二物理参数组对应的初始第二矩阵值，具体包括：
102、基于初始目标拓扑结构和各个馈线分区之间连接关系节点，给出每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点的距离。
103、进一步的，更新第二矩阵值，包括：
104、将每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点形成距离矩阵；
105、从距离矩阵中选取每个二次设备到各个馈线分区之间连接关系节点的最小距离，组合形成最小距离向量；
106、从最小距离向量中提取至少一个元素，直至最小距离向量中元素的所有组合均被提取，给出提取的全部元素组合及对应形成的最小距离子向量；
107、基于距离矩阵，确定每个最小距离子向量的所有元素中最小距离的最大值；
108、将相同元素数量的最小距离子向量对应最小距离的最大值进行对比，给出相同元素数量的最小距离子向量中最大值最小的最小距离子向量；
109、将最大值最小的最小距离子向量按照元素数量从少到多进行排序，并按照顺序将最小距离子向量对应最小距离的最大值差值处理，得到相邻最小距离子向量的变化量；
110、将相邻最小距离子向量的变化量与变化量阈值范围对比，给出满足变化量阈值范围且元素数量最少的最小距离子向量；
111、根据满足变化量阈值范围且元素数量最少的最小距离子向量，确定初始目标拓扑结构中与该最小距离子向量每个元素对应的二次设备。
112、本发明提供的一种协调配电网网架规划的优化方法及装置，至少包括如下有益效果：
113、（1）本发明考虑二次设备对一次网架的功能互补行，对配电网网架进行协同规划，提高配电网运行可靠性，优化建设成本和运营效率。
114、（2）本发明在协调配电网网架规划的寻优中，对于存在相互关联的第一目标函数、第二目标函数，修正的粒子群优化算法分别以馈线分区、各个馈线分区之间的连接关系、二次设备的类型、二次设备的数量为粒子维度进行寻优，能降低冗杂数量，提高寻优效率。
1.一种协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，构建配电网网架规划的多个拓扑结构，具体包括如下步骤：
3.如权利要求1所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，结合第一评估模型、第二评估模型，给出对应一次网架规划的第一目标函数，具体包括：
4.如权利要求1所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，基于第二评估模型，给出对应二次设备规划的第二目标函数，具体包括：
5.如权利要求1所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，结合修正的粒子群优化算法，并根据对第一目标函数及第二目标函数的分析，在多个拓扑结构中进行配电网网架规划的寻优，具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，基于馈线分区及馈线分区之间的连接关系，对第一目标函数进行寻优分析，具体包括如下步骤：
7.如权利要求6所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，第一矩阵值，具体表示为：
8.如权利要求5所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，基于二次设备的类型及数量，对第二目标函数进行寻优分析，具体包括如下步骤：
9.如权利要求8所述协调配电网网架规划的优化方法，其特征在于，第二矩阵值，具体表示为：
10.一种协调配电网网架规划的优化装置，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述协调配电网网架规划的优化方法，具体包括：
