配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法的研究

鹿婷婷　高保祿

摘 要：配電網(wǎng)在運行過程中是有很多問題，這樣也使得配電網(wǎng)在重構(gòu)的時候出現(xiàn)了很多限制條件，因此，對這些出現(xiàn)的約束條件一定要進行解決，這樣才能保證配電網(wǎng)重構(gòu)的目標(biāo)。在配電網(wǎng)進行重構(gòu)的時候是有著很多中不同算法，對不同的算法進行分析，能夠?qū)@些算法的優(yōu)點和缺點進行掌握，能夠在實際的運用過程中進行更好的改進，這樣能夠保證以后的使用效果。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；重構(gòu)；啟發(fā)式算法

在電網(wǎng)的末端，配電系統(tǒng)是非常重要的系統(tǒng)，能夠更好的對發(fā)電系統(tǒng)進行連接，同時也是連接輸電系統(tǒng)和用戶的中間環(huán)節(jié)。配電系統(tǒng)在運行過程中是存在著很大負荷，因此，其運行的可靠性對整個電網(wǎng)的運行都是有很大影響。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中是有環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中有很多的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)，因此，在運行過程中能夠?qū)@些開關(guān)的狀態(tài)進行改變。

1 配電網(wǎng)重構(gòu)的目標(biāo)及約束條件

1.1 配電網(wǎng)重構(gòu)的目標(biāo)

為了更好的提高電力系統(tǒng)的運行經(jīng)濟效益，在電力系統(tǒng)運行過程中降低能耗和線損是非常重要的。因此，對配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行重構(gòu)也非常重要，這樣能夠?qū)⒇摵蓮倪^載的饋線上轉(zhuǎn)移到輕負載的饋線上，這樣能夠改善電網(wǎng)中線路的質(zhì)量，同時能夠更好對電壓情況進行改善，對電網(wǎng)出現(xiàn)的損耗也能降低。在配電網(wǎng)發(fā)生故障的時候，打開分段開關(guān)能夠?qū)⒊霈F(xiàn)故障的部分進行隔離，這樣能夠?qū)a(chǎn)生的荷載轉(zhuǎn)移到其他的線路中，這樣能夠進行故障的處理，同時也能更好的恢復(fù)供電，對提高用電可靠性非常有幫助。

1.2 配電網(wǎng)重構(gòu)的約束條件

配電網(wǎng)的潮流方程可以使用前推回推發(fā)來進行計算，這樣能夠更好的對支路電流和節(jié)點的電壓進行約束。在網(wǎng)絡(luò)拓撲方面，重構(gòu)后的配電網(wǎng)可以是輻射狀的，這樣能夠更好的對開關(guān)操作次數(shù)進行限制，同時也能盡量減少在重構(gòu)過程中出現(xiàn)的開關(guān)反復(fù)操作的次數(shù)，這樣能夠更好的延長設(shè)備的使用時間。在進行配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的時候，要對繼電保護裝置的可靠性不進行影響，這樣才能保證配電網(wǎng)的使用效果。配電網(wǎng)重構(gòu)是一個非常復(fù)雜問題，同時，也是有很多目標(biāo)，為了更好的完成這些目標(biāo)，對出現(xiàn)的問題要進行解決，在這種情況下要選擇一個主要的目標(biāo)函數(shù)，這樣能夠?qū)⑵渌繕?biāo)作為約束的條件，能夠更好的找到目標(biāo)函數(shù)的最佳方案。

2 配電網(wǎng)重構(gòu)的計算方法介紹

在滿足各種運行約束的條件下，將網(wǎng)損作為配電網(wǎng)重構(gòu)中的主要目標(biāo)，這樣能夠更好的達到配電網(wǎng)重構(gòu)的目的。現(xiàn)在，配電系統(tǒng)發(fā)展速度是非常快，在進行計算的時候，最初的方法是打開一個開關(guān)，閉合一個開關(guān)，然后形成輻射網(wǎng)絡(luò)，對潮流情況進行計算，進行重復(fù)計算，最終能夠找到最優(yōu)解，但是在開關(guān)眾多的情況下，計算也是非常復(fù)雜的，同時耗時也是非常久的，因此，要對計算方法進行更好的研究，對計算方法進行必要的分析，能夠更好的對配電網(wǎng)進行重構(gòu)。

2.1 支路交換法

先要形成一個輻射網(wǎng)，然后對開關(guān)進行依次的閉合，這樣在每閉合一個開關(guān)的時候能夠更好的得到一個單環(huán)，這樣能夠?qū)W(wǎng)損及性能情況進行計算，依次重復(fù)這樣的操作，能夠更好的得到最小的值，這種方法在進行計算的時候，得到的結(jié)果是和最初的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)的，因此，在進行計算的時候是能夠在局部出現(xiàn)最優(yōu)解的，在進行計算的時候步數(shù)是非常多，因此效率非常低。

2.2 最優(yōu)流法

先要對整個網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)進行閉合，這樣能夠形成幾個環(huán)形的配電系統(tǒng)，將網(wǎng)損最小作為目標(biāo)，在這種情況下，進行負荷需求的計算，能夠更好的對環(huán)形結(jié)構(gòu)中對電流分布情況進行掌握，同時也能對電流的最小開路進行斷開，這樣能夠更好的對最優(yōu)潮流進行計算，直到整個配電網(wǎng)形成一個輻射網(wǎng)。在進行計算的時候，計算量是非常大的，同時在計算的時候算法和環(huán)節(jié)也是非常多，對不同的環(huán)節(jié)進行計算得到的結(jié)果是不同。

2.3 人工智能算法

在配電網(wǎng)重構(gòu)過程中，人工智能法主要是使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法以及蟻群算法。在進行計算的時候精度的情況是取決于樣本的情況，同時在進行樣本獲取的時候是要面臨一定困難，因此，要想更好的保證計算的結(jié)果，要對樣本情況進行保證。在進行計算的時候是要依賴于參數(shù)和計算量大的情況，因此，在進行計算的時候要不斷對開關(guān)的狀態(tài)進行調(diào)整，這樣能夠更好的保證計算的結(jié)構(gòu)，同時能夠更好的保證配電網(wǎng)的重構(gòu)效果。

3 改進的配電網(wǎng)重構(gòu)計算方法

3.1 改進的支路交換法

當(dāng)閉合一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)后，將形成一個單環(huán)網(wǎng)。運用單環(huán)網(wǎng)潮流算法計算單環(huán)網(wǎng)虛擬流，根據(jù)流過各個環(huán)網(wǎng)開關(guān)的虛擬流模值由小到大排序，由此來確定要打開的開關(guān)。判斷是否滿足約束，若沒有，則打開這條支路。否則不打開此開關(guān)，轉(zhuǎn)而打開流過虛擬流次最低的支路開關(guān)，進行判斷，直到無過載和電壓越限。通過虛擬流概念的引入，可減少計算步驟以及潮流分布的計算，提高了效率。

3.2 交流支路電氣剖分算法

由負荷受電剖分路徑電氣距離指標(biāo)構(gòu)造一種物理尋優(yōu)方法。該方法在合環(huán)操作形成的閉環(huán)中根據(jù)電氣距離為負荷分配供電路徑，從而確定應(yīng)斷開的支路，使損耗降到最低。約束條件為節(jié)點有功、無功功率平衡方程，節(jié)點電壓約束方程和支路傳送功率上限約束。候選轉(zhuǎn)移負荷集合的求取及節(jié)點合并。候選轉(zhuǎn)移負荷受電路徑電氣距離的計算，并考慮支路越限條件和候選可合分段開關(guān)集合的求取。解環(huán)順序：處理完網(wǎng)絡(luò)上所有的單環(huán)后，然后將候選可合分段開關(guān)集合里的開關(guān)按電壓差從大到小排序，從大至小處理完所有分段開關(guān)。該方法應(yīng)用到IEEE69配電系統(tǒng)中，計算7次潮流和電氣距離后即可求得最優(yōu)解，在計算量和計算速度上有很大的提高。

4 結(jié)束語

在進行配電網(wǎng)重構(gòu)的時候要對重構(gòu)的目標(biāo)和計算方法進行明確，這樣能夠保證在進行重構(gòu)的時候要對負荷的情況進行掌握。配電網(wǎng)的重構(gòu)就是對電網(wǎng)的負荷情況進行重新分配的一個過程。在進行計算的時候，計算機在速度上是非常快的，但是在計算結(jié)果上是不能進行保證的，因此，進行最優(yōu)求解的時候是要面臨的一些困難。在進行計算的時候，人工智能方法是比較多，但是，在進行計算的時候收斂的速度是非常慢，這樣就使得在進行大規(guī)模配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的時候，不能得到更好的解決。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是為了降低電網(wǎng)的電能損耗，因此，在進行重構(gòu)的時候要對計算方法進行必要的分析，這樣才能更好的保證效果。

參考文獻

[1]畢鵬翔，劉健，張文元.配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究[J].電力系統(tǒng)自動化，2001，25（14）：54～60.

[2]劉健，畢鵬翔，董海鵬.復(fù)雜配電網(wǎng)簡化分析與優(yōu)化[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3]鄧佑滿，張伯明，相年德.配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的最優(yōu)流模式算法[J].電網(wǎng)技術(shù)，1995，19（7）：47～50.

[4]畢天妹，倪以信，楊其遜.人工智能技術(shù)在輸電網(wǎng)絡(luò)故障診斷中的應(yīng)用述評[J].電力系統(tǒng)自動化，2000，24（2）：11～16.

[5]劉莉，陳學(xué)允.基于模糊遺傳算法的配電網(wǎng)重構(gòu)[J].電機工程學(xué)報，2000，20（2）：66～69

[6]張步涵，沙立華，曾次玲.基于隨機生成樹的配電網(wǎng)重構(gòu)模擬退火算法[J].華中科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，33（6）：76～79

[7]黃健，張堯，李綺雯.蟻群算法在配電網(wǎng)重構(gòu)的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2007，19（4）：59～64.

[8]郝文波，干繼來.基于負荷受電路徑電氣剖分信息的配電網(wǎng)重構(gòu)算法[J].中國電機工程學(xué)報，2008，28（19）：42～48.