配电网重构的最小可行分析对象及其快速算法

提出一种配电网重构的快速算法。基于网络简化给出了"元环"的概念,并结合辐射型配电网节点阻抗矩阵元素的特点和负荷与支路有功损耗的定量关系,证明了元环为配电网重构的最小可行分析对象。在此基础上,构造了反映负荷在元环路径上引起有功损耗大小的负荷耗散分量和路径耗散因子,并通过分析路径耗散因子的性质给出一种新的支路交换启发式规则,进而提出一种改进的支路交换算法:先由开断开关两端节点的负荷耗散分量之差确定网络中元环的处理次序,再依据新的启发式规则确定各元环中应断开的支路,这样反复操作即得配电网重构的最优方案。IEEE69节点配电系统的仿真分析表明,所提方法得到最优重构方案的速度快且可靠,能够应用到复杂配电网络重构。     

基于双重混合粒子群算法的配电网重构

为进一步优化配电网运行结构,将混合蛙跳思想引入粒子群算法,结合配电网结构简化、支路分组,提出一种基于双重混合粒子群算法的配电网重构策略。为提高粒子搜索效率、防止算法早熟,首先,等效简化配电网结构图,对支路分组,缩短编码维数;其次,将各粒子依据一定规则分组,采用基于混合蛙跳思想的二进制粒子群算法进行支路组搜索,且对粒子历史最优值进行多次分组,组内搜索采用二进制粒子群搜索算法。运用该方法分别对IEEE33节点配电系统和136节点配电系统进行仿真,并与遗传算法和粒子群遗传混合算法进行对比分析,结果表明该方法收敛速度快,可得到最优网络重构结果,有效降低网损。     

基于广度优先搜索算法和区域节点行向量法的复杂配电网络可靠性评估

基于广度优先搜索算法构造了复杂配电网络的等效模型,采用区域节点行向量法对复杂配电网络进行了可靠性评估。给出了区域节点的定义,采用广度优先搜索算法将复杂配电网络等效为由区域节点和开关元件组成的模型,采用区域节点行向量法得到了负荷节点和系统的可靠性评估指标。在该模型和算法中,区域节点的形成算法以支路为研究对象,操作简单,网络适应性强。采用区域节点行向量法对复杂配电网络进行可靠性评估时,便于考虑开关装置故障的影响,实用性较强。RBTS-bus6系统的评估结果及其与现有分区方法的比较结果表明了该模型和算法在简化网络和提高运算速度方面具有明显优势,在适应网络结构变化方面具有较好的鲁棒性。     

高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险评估

负荷出力波动性、分布式电源高渗透性和电力电子装备多样性使得配电网安全稳定运行分析的难度增加。为此,提出一种基于复杂网络理论和效用风险理论的配电网关键节点辨识方法,并进行了高渗透率分布式电源按节点关键性接入配电网的运行风险分析。考虑网络动态性和负荷时序性,计算不同时刻的线路电气介数,实现配电网加权拓扑动态建模;考虑配电网安全性、经济性和网络结构稳定性,建立多角度关键节点辨识指标体系,基于改进网络分析法和改进熵权法分别计算辨识指标主客观权重,结合逼近理想解排序法实现了不同时间断面的节点关键性综合评估与排序。最后,基于某地区实际配电网历史运行数据和设备参数建立仿真模型,进行高渗透率光伏电源按关键节点集合接入配电网的仿真分析,验证了所提方法可以有效提高配电网电压稳定裕度,降低支路负载率,推动复杂网络理论在城市能源互联网中的应用。     

基于无功优化的配电网检修计划编制

从配电网检修计划编制的实际情况出发,将无功优化结合到配电网检修计划优化模型中,同时考虑了线路故障等级的检修时间优化和和设备检修时最优负荷转移路径.针对多种约束条件,对经济性最优为目标的检修计划,把通过改进小生境遗传算法和蚁群算法优化的配电网检修计划时间优化方案作为基于无功优化负荷转移路径的输入条件;利用一种高效的启发式搜索技术Tabu搜索算法得到使配电网损耗降低最大对应的最优节点解,并在该点通过并联电容器来降低网损.最后对36节点算例进行仿真,结果表明:该方法可适应配电网检修计划需要,从而达到经济调度的目的;配电网检修计划中引入无功补偿优化,可大幅降低网损,且对节点电压有一定提升作用.     

基于最短路算法和最小节点电压法的配电网络重构

提出了一种基于最短路算法和最小节点电压法的配电网络重构方法。首先将整个配电网当成一个赋权图,在潮流计算的基础上,利用最短路径法为每个负荷分别寻找供电路径,然后在形成的树状网络中利用最小节点电压法进行支路交换操作细致优化网络,从而得到满足目标函数的网络拓扑。实例表明该方法对所寻网络没有特殊要求,不依赖于网络初始结构,易于解决复杂结构网络的寻优问题,重构速度较快、结果理想。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

复杂配电网可靠性改进算法及编程实现

分析了已有配电网可靠性评估方法在计算机实现时存在的问题,结合现场对可靠性评估的实际要求,提出了一种配电网改进可靠性评估方法。该算法无需网络等值过程,原理简单清晰,易于在计算机上实现;在需要计算某负荷点可靠性时,无需分析所有元件故障,且能给出对该负荷点可靠性影响的各元件排序,以便供电部门了解网络的关键元件;该方法可方便地与配网重构算法相结合,实现故障后的负荷转移计算;在搜索过程中无需形成网络的邻接矩阵或特殊的链表关系,直接采用最基本的节点数据表和支路数据表对网络进行搜索,与现场数据接口方便,搜索算法采用递归算法,可大大减少编程工作量,提高程序执行效率。算例分析和现场应用表明了本方法的有效性和实用性。     

基于自适应遗传退火算法的配电网孤岛划分方法

含分布式电源的配电网发生故障后,孤岛运行可以保障重要负荷的供电。根据配电网结构和负荷可控性,将配电网简化为节点赋权的连通图,以恢复的重要负荷最多为主要目标,建立孤岛划分问题模型。对支路进行0-1编码,结合节点-支路关联矩阵和广度优先搜索对个体进行解码,校验各区域是否满足约束要求,计算个体适应度,并对不可行解施以惩罚,采用自适应遗传退火算法寻优来划分孤岛。算例分析表明,所提出的方法能迅速制定优化的孤岛方案,验证了其有效性。     

基于双层改进粒子群算法含DG配电网的重构策略研究

为有效、快速、稳定地实现含分布式电源的配电网重构,在简化配电网拓扑结构的基础上,提出一种双层改进粒子群算法(double layer improved particle swarm optimization,DLIPSO)。在开关组合优化过程中,为避免"组合爆炸"问题,对配电网实际支路进行支路集划分,并进行0/1编码,缩短了编码维数,减少不可行解的产生。采用外层改进粒子群算法优化支路集组合,根据Sigmoid函数确定支路集的断开和闭合;提出内层改进粒子群算法对断开支路集内的实际支路进行优化,通过比较法确定集合内实际断开的支路;网络重构中分布式电源的加入降低了网损,提高了对节点电压的支撑能力。对IEEE 69节点配电系统进行仿真计算,结果表明所提算法能够有效搜索到最优开关组合且收敛性好。     

考虑动态交通网络的综合能源配电网灾后紧急响应策略

为减少电力系统因突发自然灾害事件导致配电网大面积停电损失,提出一种考虑动态交通网络的综合能源配电网灾后紧急响应策略。首先,通过调整燃气轮机出力和基于分布式电源个数的多微网划分方法的网络重构对配电网负荷进行恢复,最大化快速恢复配电网中负荷;其次,根据网络重构后配电网结构和负荷恢复情况,采用移动应急电源基于动态交通网络模型的最短路径算法进行选择移动路径,进一步恢复负荷供电;最后,采用改造后的IEEE33节点配电网系统进行仿真分析,基于多种灾害场景验证所提方法的正确性和有效性。     

单相供电网络潮流计算

低压配电系统中．居民用户普遍采用单相供电,即从配变低压侧引出相线和零线对用户进行供电的方式。由于单相供电网络中一个地理节点包含两个电气节点,而且支路中包含相线和零线,即单相供电是以零线为电流返回通路,因此单相供电网络不宜采用对称系统的潮流计算方法。针对该问题,以地理节点为处理单元,建立了单相供电网络模型。该模型包括支路模型和地理节点注入电流计算模型两部分,支路模型计及了相线和零线之间的互感,地理节点注入电流计算模型计及了零线重复接地。以此为基础,实现了前推回代算法。采用的模型和方法直接对地理节点进行处理,而不用考虑地理节点中电气节点的细节,不用重新编号。最后,以一个11地理节点的测试系统为算例验证了模型的有效性和准确性以及潮流算法的快速性。     

基于公共信息模型拓扑收缩的配电网转供能力分析

配电网转供能力是电网可靠性和自愈能力评估的重要指标,其计算的难点主要集中在故障发生或设备紧急停役时恢复非故障区域供电路径的选择上.提出基于公共信息模型(common information model, CIM)对电网进行拓扑分析,实现分支的收缩处理,寻找网络重构的关键节点,实现故障点隔离和非故障区域负荷恢复最大的转供能力算法.以某实际典型电网为例,针对 N?1故障进行配电网转供能力分析与计算,验证了所提算法的有效性     

基于供电环路非连通条件的配电网辐射状约束描述方法

配电网的辐射状拓扑结构是在对配电网问题的分析中需要考虑的重要约束条件,但是目前描述配电网拓扑的数学模型都较为复杂,影响了问题求解的效率。为了能够在对配电网辐射状约束进行等价描述的同时减小其模型的规模和复杂度,提出了一种基于供电环路非连通条件的配电网辐射状约束描述方法。首先利用配电网供电环路的概念,提出配电网满足辐射状拓扑的充分必要条件。同时,提出一种搜索配电网中所有供电环路的算法。然后给出一种路径状态与支路状态相互之间线性转换的方法。最后,将所提方法应用于配电网的故障恢复重构问题中,采用IEEE标准配电系统和某省会城市的实际配电网算例,对比不同辐射状约束描述方法的计算性能,验证所提方法的高效性和实用性。     

一种基于典型接线模式的城市复杂中压配电网的可靠性评估算法

随着中国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段,全社会对电力的依赖程度越来越高,广大用户对供电可靠性提出了更高的要求。在分析复杂配电网网络结构的基础上,提出了一种将含有分支馈线的复杂配电网转化为典型接线模型的方法;在详细分析系统各供电可靠性指标的基础上,提出了一种基于典型接线模式的供电可靠性算法,并依托某城区配电网模型进行了仿真验证,仿真结果表明该算法的有效性。     

基于配网拓扑矩阵的供电可靠性评估

传统的配电网供电可靠性算法集中于对系统与负荷整体可靠性的评估,并没有深入研究网架结构对负荷点可靠性的影响。从负荷点主供电路径环节、上下游设备故障影响和负荷点与多电源点的联络情况3方面出发,提出了一种基于配电网拓扑矩阵的供电可靠性评估方法。该方法利用配电网拓扑矩阵,形成了可以量化分析这3个方面对供电可靠性影响的关联关系矩阵,可以快速计算"环节、联络、相互影响"3方面对停电时间的影响,进而准确判定配电网网架结构对供电可靠性产生较大影响的薄弱环节。分析结果可为配电网的可靠性规划提供理论支撑。     

一种新型的配电网供电恢复重构寻优算法

将蚁群算法应用于非故障失电区域的供电恢复重构问题,在建立新型、可行供电恢复方案搜索策略的基础上,结合图论相关知识引入了可操作开关集的概念,缩小了寻优空间,提出了一种新型配电网供电恢复重构寻优算法。在随后的迭代求解过程中,蚁群算法具有的正反馈、分布式计算和富于贪婪启发式搜索等特点使该算法的计算效率得到了显著提高。某18节点配电网的寻优比较结果表明,该算法具有高收敛性、快实时性和强全局稳定性。     

基于最小路的配电网可靠性快速评估法

在配电网络规划改造的过程中，为了比产规划方案的供电可靠性，选取最佳的规划方案，需要进行评估工作，评估时首先建立可靠性评估的指标及其计算公式，然后使用一种基于最小的配电网可靠快速评估法，该法法先求各负荷点的最小路，再分别考虑最小路上的元件和非最小路上的元件对负荷可靠性的贡献，算法针对城市配电网的特点，考虑了分支线保护，隔离开关，负荷开关，计划检修，备用电源的影响。根据算法编写的可靠性计算软件用于实际配网规划中的可靠性评估，取得了满意的结果，为配电网络的规划设计和改造提供了依据。