基于优化分区的城市配电网架规划

提出了一种城市配电网优化分区的启发式方法,以街区为最小的负荷块,在选定核心街区的基础上,以各个分区的负荷最均匀为目标,以供电半径的限制为约束条件,通过将若干相邻街区合并和调整实现负荷优化分区.所得各个分区的负荷值相近,有利于减少备用容量.在各分区内采用最小生成树算法生成各自的辐射状配电网架,并采用遗传算法进行分段开关和联络开关规划,得到最终的网架规划结果.实例表明提出的方法是可行的.     

配电网架的多阶段不确定性规划

为了在规划过程中考虑负荷的不确定性,提出了一种基于改进最小生成树算法的多阶段不确定性规划方法.以多阶段供电总成本现值最小为各场景目标,根据规划结果的收敛性,动态调整各个阶段保留的考察网架个数,各阶段间采用扩展规划算法进行计算.最后以各场景总费用的数学期望最小的方案作为最佳规划结果.利用多阶段规划中各个条件负荷的自相关性和互相关性,滤除大量不可能组合,有效减少了场景个数,提高了规划计算效率.该方法考虑了负荷不确定性的配电网架优化规划结果,具有计算量小的特点.算例表明该方法是可行的.     

基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法

针对大规模配电网中负荷点众多,一次性考虑所有负荷点的网架规划存在决策变量过多和规划难度大的问题,提出了一种基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法。首先,通过负荷权重改进K-means聚类算法,并对负荷点进行聚类分区;其次,建立连接关系矩阵用于快速计算流过线路的电流和分析联络线位置对故障线路下游负荷转供的影响;然后,建立计及地理因素的年投资和运行总成本最小的主网架规划模型,并用改进的最小生成树算法求解;最后,以年投资和停电总成本最小为目标进行各负荷点分区之间的联络线规划,且根据不同的负荷转供情况采用了不同的停电成本计算方法。算例结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于改进最小生成树算法并考虑负荷不确定性的配电网架最优规划

为在规划过程中考虑负荷的不确定性,提出了一种新的配电网规划优化方法.将不确定性负荷分为单条件负荷和多条件负荷两类.对于所有负荷都是单条件负荷的情形,根据流过各条边的电流的二阶原点矩确定各条边的权,在此基础上利用改进最小生成树算法获得最优规划方案.对于规划区域中存在多条件负荷的情形,将各个多条件负荷的各种可能性进行组合构成场景,对于每一个场景采用单条件负荷规划方法获得初步网架和初始费用,并分别计算该初步网架在各个场景下的补偿费用,选取初始费用与补偿费用之和的数学期望最小的方案为最优规划方案.算例分析表明了该配电网规划方法的可行性.     

考虑供电范围调整的城市配电网扩展规划

提出了一种考虑供电范围调整的城市配电网扩展规划方法:以扩展建设费用、运行费用的加权和最低为目标函数,以各个供电分区负荷基本均匀和供电半径的限制以及总投资费用的限制为约束条件,采用遗传算法获得供电范围调整和配电网架扩展的最优规划结果.以随机设置的核心街区序号为基因构成染色体,对每一个个体采用启发式算法获得相应的供电分区划分方案.对不同的分区方案,在各供电分区中分别进行配电网架以及分段开关和联络开关的扩展规划.在此基础上,计算各个个体的适应度.采取复制,交叉和变异等遗传操作,达到终止条件时得到最终的最优规划方案.对一个具体的实例进行了供电范围调整和扩展规划,结果表明提出的方法是可行的.     

基于虚拟分区调度和二层规划的城市配电网光伏-储能优化配置

针对含高渗透率分布式能源城市配电网的特点,提出基于虚拟分区和二层规划的光伏电源与储能规划模型和方法。依据历史数据,采用密度聚类提出光伏和负荷分时段多状态生成方法,该方法能考虑光伏与负荷的时序性、随机性及内在关联,且状态数大幅减少。以年费用最小为上层规划目标函数,光伏安装位置和容量为上层优化变量,等效负荷方差和最小为下层规划目标函数,虚拟分区和储能安装位置与容量为下层优化变量,同时考虑各区内储能的优化调度,建立基于虚拟分区的光伏和储能配置的二层规划模型。采用精英保留策略遗传算法和粒子群优化算法联合迭代求解模型。IEEE 33节点系统仿真结果验证了所提模型和方法的有效性,所获得的光伏-储能配置方案能够有效提升配电网的经济效益和减少网损。     

计及区域自组网的含分布式电源配电网网架柔性规划

在含分布式电源的配电网中,区域自组网的运行方式和分布式电源出力的随机性对其网架规划提出了更高要求。为此,文中计及分布式电源出力和负荷的随机性,定义了负荷供电恢复率,以此反映在网架规划方案和区域自组网方式下负荷的供电恢复情况。通过将其与分区供电要求、指定接线模式约束和支路潮流、节点电压柔性约束等作为约束条件,建立了以经济性和可靠性为目标的配电网线路开关联合优化的柔性规划模型。在该模型的网架方案可靠性评估中,计及了区域自组网运行方式下分布式电源出力和负荷的随机性对负荷供电恢复的影响,从而使所得的网架规划方案适应分布式电源的广泛接入,充分发挥电网区域自组网能力,突破了传统模型的应用局限。基于实际算例的计算分析验证了该方法的有效性,表明其可为含分布式电源配电网的网架规划提供理论依据。     

基于prim算法和灵敏度的配电网扩展规化研究

针对配电网中的新增负荷,分析了用户业扩负荷接入配电网后对电网的影响情况,提出一种基于改进的最小生成树算法优化负荷接入点的分析方法,对用户业扩负荷接入问题进行优化求解,并采用灵敏度分析方法对网架节点进行稳定性分析,验证了改进的最小生成树算法(prim)和灵敏度分析方法在配电网扩展规划中的可行性.通过与遗传算法(GA)相比...     

中压配电系统线路开关多目标联合优化规划

线路布局和配电开关配置是配电网网架规划的2个主要方面,对网架的技术经济性和供电可靠性有重要影响。为此,建立了配电网线路与开关的多目标联合优化规划模型。利用Pareto最优理论,通过基于指定接线模式的个体初始化、单亲遗传操作和供电分区修正策略,提出了该模型的求解算法,实现了符合指定接线模式和满足分区供电要求的配电网线路开关联合优化规划。算例结果验证了该方法的有效性。     

考虑柔性负荷接入的E-SOP与网架协同规划方法

针对传统的配电网规划方法对柔性负荷的考虑缺失而导致灵活性不足的问题,提出一种考虑柔性负荷接入的储能-智能软开关网架协同规划方法。首先,对可转移与可削减柔性负荷的不确定性进行建模分析,采用蒙特卡罗抽样实现电动汽车等柔性负荷的功率特性精细化模拟;其次,充分考虑分布式电源和柔性负荷的时序特性,构建考虑柔性负荷接入的储能-智能软开关与网架协同规划模型;最后,以改进的IEEE33节点系统为例验证所提模型和方法可有效提高新型配电网规划的灵活性。     

配电网故障判断与负荷均衡化

提出一种配电网简化模型 :将馈线开关当做节点 ,将馈线当做弧 ,从负荷的角度描述配电网 ,并采用邻接表的数据结构加以描述。在此基础上发展了配电网故障区域判断方法 ,讨论了以最少的开关操作隔离故障区域的方法。提出一种以联络开关为核心的用于负荷均衡化的配电网络重构方法 ,将每个联络开关对应的两条馈线看做馈线偶 ,分别定义了馈线偶和配电网的负荷均衡率 ,并以此作为网络重构的评价函数 ,配电网络重构过程由若干馈线偶内负荷均衡化过程组成 ,这种方法具有迭代次数少和不需要量测馈线配电变压器参数等优点。文中给出了典型实例     

配电自动化条件下配电系统供电可靠性评估

针对配电自动化新技术的应用提供了提高供电可靠性的情况,建立了面向供电可靠性分析的配电系统简化模型。该模型将复杂配电网分解为许多最小配电区域,分别计算出其等效故障率和等效平均故障修复时间,再以最小配电区域为单位设置故障并分析其后果,还计及了母线、开关故障和检修的影响,并且在分析故障和检修影响时考虑了系统的电气极限容量,在确保系统安全的条件下借助配电自动化,采取以甩负荷最小为目标的网络重构,最终得出各个负荷点以及系统的供电可靠性指标。实例分析表明,提出的方法可行并显著提高了分析效率,且能够反映配电自动化对配电系统供电可靠性的影响。     

基于蚂蚁算法的配电网网络规划

利用蚂蚁算法进行配电网网架结构规划。为了使优化过程同时考虑到网损最小和投资最小两个因素，提出将各个负荷点作为食物。食物给各条街道赋予一定的“味道”，“味道”的求取公式和网损的计算公式类似。“味道”在一定程度上反映了网损的情况。蚂蚁在计算的开始阶段将根据“味道”决定自己选择街道的概率，在计算的中间阶段将根据信息素决定自己选择街道的概率。实例计算表明该方法可行、有效，可以方便地求得配电网网络规划问题的最优或近似最优解。     

Determination of loss‐minimum configuration with mathematical optimality in a three‐sectionalized three connected distribution feeder network

In a distribution system, in order to enhance the reliability of power supply, the distribution feeder is divided into several sections by installing sectionalizing switches, and then each of the sectionalized sections is connected to a different feeder. For example, one feeder is divided into three sections by two sectionalizing switches, and then each of the divided sections is connected to the other feeder through sectionalizing switch. Since a distribution system with many feeders has many sectionalizing switches, the system configuration is determined by states (opened or closed) of sectionalizing switches. Usually, a power utility tries to obtain distribution loss‐minimum configuration among large numbers of configuration candidates. However, it is very difficult to determine the loss‐minimum configuration such that the mathematical optimality is guaranteed, because it is well known that determination of a distribution system's configuration is to decide whether each sectionalizing switch is opened or closed by solving a combinatorial optimization problem. In this paper, the authors propose a determination method of loss‐minimum configuration by which the mathematical optimality is guaranteed for a three‐sectionalized three‐connected distribution feeder network. A problem to determine the loss‐minimum configuration is formulated as a combinatorial optimization problems with four operational constraints ( feeder capacity, voltage limit, radial structure, and three‐sectionalization). In the proposed method, after picking up all partial configurations satisfied with radial structure constraint by using enumeration method, optimal combination of partial configurations is determined under the other operational constraints by using conventional optimization method. Numerical simulations are carried out for a distribution network model with 140 sectionalizing switches in order to examine the validity of the proposed algorithm in comparison with one of conventional meta‐heuristics (tabu search). © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(1): 56– 65, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20530     

考虑负荷变化的配电网动态分时段重构

针对负荷是动态随时间变化而我国负荷峰谷差大,提出了一种配电网动态分时段重构方法以满足实际要求。该方法将整个时区分成若干个连续的时间间隔,以网损最小为目标函数,分别进行各时间间隔静态重构,得到最优网损曲线以获得各时间间隔开关操作引起的网损下降量,再据此客观指导时段长度的划分,并通过分析不同时段数与网损下降量的关系,确定最优时段数,得出整个时区内比较理想的重构时段长度和数目,从而得到比较理想的可行解。最后通过IEEE经典算例的验证,结果表明所提方法的有效性。     

The application of AM/FM system to distribution contingency loadtransfer

A geographic information management system (GIS) is applied to perform the automated mapping and facility management (AM/FM) of power distribution systems for contingency load transfer. Three phase load flow analysis is used to calculate the current flows of line switches by retrieving the network topology and facility attributes which have been stored in the AM/FM database. The current flows solved are then stored in the database as the attributes of line switches for load transfer analysis. When a system contingency such as a fault or overload occurs, the load transfer is then executed to find the switches to be operated by the heuristic search method while subjected to the system operation rules. By the proposed method, the network topology can be easily updated and displayed in the computers by the connectivity trace routine according to the switching operations. Since all the system facilities are stored in the AM/FM database according to the actual spatial coordinates, it provides practical information for the system operators and crews to allocate and operate the switches easily. To demonstrate the effectiveness of the integrated AM/FM system with application programs for distribution operation, a distribution system of Taiwan Power Company (Taipower) in Kaohsiung downtown area is selected for case study. It is found that contingency load transfer for distribution system operation can be enhanced significantly with the application of AM/FM systems to determine the switches to be operated and the corresponding spatial locations of the switches     

基于配电监控终端的配网故障区域判断和隔离

为充分发挥日益完善的馈线自动化硬件系统的功能来达到迅速判断隔离配网故障区域的目的 ,算法采用变结构耗散网络配网模型 ,将配电网的开关看作图的顶点 ,将其馈线看作图的弧 ,并将流过开关的电流当作顶点的负荷 ,将馈线供出的负荷 (即接于该馈线的配电变压器供出的负荷 )当作弧的负荷 ,通过合理配置配电监控终端快速构成配网归一化负荷矩阵 ,从而进行过热弧搜索以有效地解决配电网络故障区段的判断和隔离问题。实践结果表明使用本算法能快速有效地达到目的。同时给出了算法中关键模块的程序框图 ,对算法中的稀疏矩阵数据结构也进行了详细描述     

基于图论的含分布式电源配电网故障恢复算法

含分布式电源配电网的故障恢复策略对于配电网的安全性至关重要。针对含分布式电源和联络开关的配电网络,提出了基于图论的故障恢复算法。在充分考虑负荷恢复总量、开关次数和网络损耗的基础上,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,以及配网故障恢复下的目标函数;设计了基于图论理论的不可行解修正和调整机制,即通过网络状态生成、网络区域划分、网络结构修正、负荷校验4个步骤,实现对不可行解的修正;利用量子离散粒子群算法其优越的优化特性,实现目标函数的最优;通过算例分析,验证了图论算法在智能优化算法中对不可行解修正的优越性和基于图论算法应用于配电网故障恢复问题上的有效性。     

基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法

对于含分布式电源的新型配电网,分布式电源出力的不确定性是影响其故障恢复及自愈的关键因素。为此,文中引入区间数以描述负荷容量和分布式电源出力的不确定性。在此基础上,结合系统备用容量限制与负荷容量分布对故障恢复的影响,提出了基于区间潮流分析的联络开关最优割点计算方法,以及含分布式电源配电网的故障恢复快速算法。该算法通过比较...     

配电网故障定位的通用矩阵算法

提出了一种反映馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型,并给出了基于这一模型的馈线故障区域定位的新方法,可直观地定位出故障区域,且同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关,对分支末梢区域故障也同样适用。该算法程序设计简单,进一步满足了故障定位的实时性要求,并可推广至多电源复故障系统。通过算例证明了此算法的正确性。