基于分层模型以负荷均衡化为目标的配电网络重构.pdfVIP

东 北 电 力 大 学 学 报 第28卷第1期 Journal Of Northeast Dianli University Vo1．28。No．1 2008年2月 Natural Science Edition Feb．。20o8 文章编号2008)O1-0027一O5 基于分层模型以负荷均衡化 为目标的配电网络重构 张 杰，张学礼，王建元 (东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012) 摘 要：配电网负荷均衡是降低配电网线损、优化配电网运行、实现网络重构的一个目标。而网络 重构的结果其实是将一个配电网分割成几部分，各部分通过常开的联络开关相连。基于此，提出了配电 网负荷均衡的新算法——网络分割法。通过网络分支、分层，寻找联络开关的最优位置，实现网络重构。 关 键 词：分层模型；负荷均衡；配电网络重构；网络优化 中图分类号：TM732 文献标识码：A 配电网络重构作为配电自动化中的关键功能，有效的配电网络重构不仅可以提高供电可靠性、降低 网损、均衡负荷而且能改善供电电压质量。近lO年来对配电网络重构的研究相当活跃，研究表明，配电 负荷均衡化具有降低线损的潜在能力，并且在精细分段不能满足、馈线间的负荷转移成组进行的情况 下，负荷均衡化更能达到降低线损的目的L1j。因此研究以负荷均衡为目标的配电网络重构对于发展我 国配电自动化具有重要意义。 目前，配电网络重构的算法较多，大致可归为2类：一类为以传统的优化技术为基础的各种优化算 法，如图算法 J，均衡视在精确矩法等 ；该类算法速度快，方法简单明确，具有实用化的应用潜力，但 其解易陷于局部最优解。另一类为人工智能算法，如遗传算法 、粒子群算法 等，该类算法从理论上 可以得到全局最优解，但其计算时间过长，在实用化方面面临考验。 以上这些算法所采用的配电网拓扑模型均是传统的电网模型，其模型主要体现基尔霍夫定律，而无 法表示出配电网各顶点状态变化后的拓扑关系，以及各顶点间的路径关系。因此以上算法要么精度差、 要么计算时间长，难以在实时系统中使用。本文提出了基于分支、分层的拓扑模型负荷均衡算法，实现 配电网各源点的负荷均衡。 1 基于分层的配电网拓扑模型 定义1 T接点：在配电网中经常存在三条或三条以上馈线交于一点情况，这一点不是开关，所以该 点不装备FTu，因此这一点的状态既不可测也不可控。 定义2 区域：与T接点相联的几条馈线组成的区间称为区域，区域必然只有一条馈线是流人电 能，其余为流出电能。即区域只能由一个源点供电。 定义3 分支：即从某一末梢点开始一直到T接点的几个开关组成一条分支，这条分支上的所有负 荷只能由一个源点供电。即在网络重构时应将分支作为一个顶点看待，其负荷为整个分支的负荷。分 支包括小分支和大分支，小分支中不包含区域，而大分支中至少包含一个区域。 收稿日期：2007—11—15 作者简介：张 杰(1982一)，女，陕西汉中人，东北电力大学电气工程学院硕士研究生，主要研究方向为配电网重构 28 东北电力大学学报 第28卷 定义4 源点分支：在配电网的网络重构中经常用到这一概念，即从某一源点开始一直到T接点的 几个开关组成一条分支。 1．1 配电网的分层拓扑模型 先将配电网分成几个子配电网，表示出这几个子配电网之间的联结关系，然后再表示出每一个子配 电网的分层模型，从而形成配电网的分层模型，该模型不仅大大简化了配电网的模型，而且降低了负荷 均衡算法的复杂性。 将子配电网的馈线当作图中的弧，采用邻接矩阵c=(c ) )加以描述。把联络开关、分段开关、变 电站母线当作是图的顶点。分层拓扑模型是求某一基点对应的逐层顶点分布模型，该基点可以是源点、 末梢点或所需要的某一顶点。本文取对应子配电网的源点为基点，对源点分支进行逐层顶点分布。 定义 沿着潮流方向，从一个节点 到另一个节点vi所经途径的节点数目h稚再加上1为从节点 到节点vi