基于SMU的配電網(wǎng)網(wǎng)絡重構方法研究

國網(wǎng)舟山市供電公司 浙江 舟山 316000

1 引言

隨著社會的發(fā)展電網(wǎng)的建設逐步增加,配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構變得愈發(fā)復雜,對于網(wǎng)絡節(jié)點較多,負荷密度較大且分布不均與的地點,電網(wǎng)的網(wǎng)絡損耗及電壓變化不均勻,為了解決網(wǎng)架結構不合理等問題,采用網(wǎng)絡架構重構法進行計算。

網(wǎng)絡架構重構法對于電網(wǎng)有著重要的意義,國內外均有研究,首先有采用多目標優(yōu)化模式進行優(yōu)化采用潮流計算,網(wǎng)損約束進行優(yōu)化；或者采用最優(yōu)化潮流計算等方式進行計算。上述方法均考慮電網(wǎng)的某些方面,對于復雜的網(wǎng)絡結構考慮不是很清晰,這就需要采用鏈式計算方式進行配電網(wǎng)網(wǎng)架重構計算。

2 鏈表型配網(wǎng)潮流

配電網(wǎng)的網(wǎng)架結構更多像一個鏈表,可以通過不同的形式改變網(wǎng)架特點,雙向鏈表更多是類似于電網(wǎng)的聯(lián)絡節(jié)點,通過遍歷訪問所有的潮流節(jié)點查詢功率因數(shù)以及開關狀態(tài)。

鏈表中每個點的等效結構圖如圖1所示,包含路阻抗(Z),節(jié)點功率(P＋jQ),節(jié)點電壓(V),及電流(I_load)。

圖1 鏈表等效電路圖

在建立好配電網(wǎng)后便可進行潮流計算,本文采用的方法如圖2所示

通過鏈表的支路電流計算：cal_I_line(T),接著計算出母線節(jié)點電壓,最后根據(jù)所給電壓差進行負荷的比對,得到最終的結果

圖2 潮流計算流程

3 單樹圖開關操作

配電網(wǎng)網(wǎng)架結構重組采用多棵樹之間的操作,其中對于多鏈狀結構的開關操作可以采用SMU方式進行,如圖3所示

圖3 單樹網(wǎng)絡圖

對于SMU操作過程如下：

(1) 選一個分段開關的點稱為s點；

(2) 選一個通過s點的節(jié)點稱為q點；

(3) 閉合開關q－s,同時斷開s點與其連接點的開關；

對于圖3所示樹狀圖,如選了6為s點,則q點為4,閉合開關4－6,同時斷開5－6,則SMU操作完成。

這樣通過使用SMU操作便可實現(xiàn)網(wǎng)絡架構的重組變換

4 網(wǎng)絡重構的數(shù)學模型和約束條件

本文在考慮配電網(wǎng)電網(wǎng)重構時主要為了減少電網(wǎng)損耗和優(yōu)化潮流分布,在考慮最優(yōu)因子的時候,主要考慮以下幾個方面,滿足各部最優(yōu)的多目標優(yōu)化方法。

i＝1,2,3,4…n

式中：Total_Loss,V_min,I_max為總線損,最低電壓,最大電流限制

其計算步驟如下所示

1：隨機生成種群P(通過SMU操作,計算潮流)

2：計算適應度函數(shù)：

標準化目標函數(shù)值

j＝1,2,3.i＝1,2…n

3：環(huán)境選擇：循環(huán)以下三步直到收斂：

(1)選擇函數(shù)值最小的變量G*；

(2)將函數(shù)最小變量G*從種群中剔除；

(3)修正適應度函數(shù)：

4：如超過指定迭代次數(shù)或達到最優(yōu)解,則循環(huán)結束得到最優(yōu)結果P；

5：將P中的解進行SMU,并計算潮流,返回步驟2,直到得到最后的結果。

5 算例分析

本文算例通過GCC作為編譯器的編譯環(huán)境下運行,采用PG&E69節(jié)點配電系統(tǒng),母線出線電壓為12.66kV,有功3802.19kW,無功2694.60kVar,5個聯(lián)絡開關,進行60次循環(huán),相對于其他文獻中的計算方法其結果如表1所示。本文更有優(yōu)勢

表1 PG&E69節(jié)點計算結果比較

6 結論

本文以鏈表實現(xiàn)的配電網(wǎng)建立架構,通過SMU操作快速進行網(wǎng)絡重構,在多目標優(yōu)化下采取進化算法,在短時間內尋找到最優(yōu)解。