配電網網絡重構算法的研究

鹿婷婷　高保祿

摘 要：配電網在運行過程中是有很多問題，這樣也使得配電網在重構的時候出現了很多限制條件，因此，對這些出現的約束條件一定要進行解決，這樣才能保證配電網重構的目標。在配電網進行重構的時候是有著很多中不同算法，對不同的算法進行分析，能夠對這些算法的優點和缺點進行掌握，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。

關鍵詞：配電網；重構；啟發式算法

在電網的末端，配電系統是非常重要的系統，能夠更好的對發電系統進行連接，同時也是連接輸電系統和用戶的中間環節。配電系統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的運行都是有很大影響。配電網結構中是有環形結構，其中有很多的分段開關和聯絡開關，因此，在運行過程中能夠對這些開關的狀態進行改變。

1 配電網重構的目標及約束條件

1.1 配電網重構的目標

為了更好的提高電力系統的運行經濟效益，在電力系統運行過程中降低能耗和線損是非常重要的。因此，對配電網網絡進行重構也非常重要，這樣能夠將負荷從過載的饋線上轉移到輕負載的饋線上，這樣能夠改善電網中線路的質量，同時能夠更好對電壓情況進行改善，對電網出現的損耗也能降低。在配電網發生故障的時候，打開分段開關能夠將出現故障的部分進行隔離，這樣能夠將產生的荷載轉移到其他的線路中，這樣能夠進行故障的處理，同時也能更好的恢復供電，對提高用電可靠性非常有幫助。

1.2 配電網重構的約束條件

配電網的潮流方程可以使用前推回推發來進行計算，這樣能夠更好的對支路電流和節點的電壓進行約束。在網絡拓撲方面，重構后的配電網可以是輻射狀的，這樣能夠更好的對開關操作次數進行限制，同時也能盡量減少在重構過程中出現的開關反復操作的次數，這樣能夠更好的延長設備的使用時間。在進行配電網網絡重構的時候，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的使用效果。配電網重構是一個非常復雜問題，同時，也是有很多目標，為了更好的完成這些目標，對出現的問題要進行解決，在這種情況下要選擇一個主要的目標函數，這樣能夠將其他目標作為約束的條件，能夠更好的找到目標函數的最佳方案。

2 配電網重構的計算方法介紹

在滿足各種運行約束的條件下，將網損作為配電網重構中的主要目標，這樣能夠更好的達到配電網重構的目的。現在，配電系統發展速度是非常快，在進行計算的時候，最初的方法是打開一個開關，閉合一個開關，然后形成輻射網絡，對潮流情況進行計算，進行重復計算，最終能夠找到最優解，但是在開關眾多的情況下，計算也是非常復雜的，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進行重構。

2.1 支路交換法

先要形成一個輻射網，然后對開關進行依次的閉合，這樣在每閉合一個開關的時候能夠更好的得到一個單環，這樣能夠對網損及性能情況進行計算，依次重復這樣的操作，能夠更好的得到最小的值，這種方法在進行計算的時候，得到的結果是和最初的網絡結構有關的，因此，在進行計算的時候是能夠在局部出現最優解的，在進行計算的時候步數是非常多，因此效率非常低。

2.2 最優流法

先要對整個網絡中的開關進行閉合，這樣能夠形成幾個環形的配電系統，將網損最小作為目標，在這種情況下，進行負荷需求的計算，能夠更好的對環形結構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潮流進行計算，直到整個配電網形成一個輻射網。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節也是非常多，對不同的環節進行計算得到的結果是不同。

2.3 人工智能算法

在配電網重構過程中，人工智能法主要是使用神經網絡算法、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和計算量大的情況，因此，在進行計算的時候要不斷對開關的狀態進行調整，這樣能夠更好的保證計算的結構，同時能夠更好的保證配電網的重構效果。

3 改進的配電網重構計算方法

3.1 改進的支路交換法

當閉合一個聯絡開關后，將形成一個單環網。運用單環網潮流算法計算單環網虛擬流，根據流過各個環網開關的虛擬流模值由小到大排序，由此來確定要打開的開關。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，轉而打開流過虛擬流次最低的支路開關，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構造一種物理尋優方法。該方法在合環操作形成的閉環中根據電氣距離為負荷分配供電路徑，從而確定應斷開的支路，使損耗降到最低。約束條件為節點有功、無功功率平衡方程，節點電壓約束方程和支路傳送功率上限約束。候選轉移負荷集合的求取及節點合并。候選轉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集合的求取。解環順序：處理完網絡上所有的單環后，然后將候選可合分段開關集合里的開關按電壓差從大到小排序，從大至小處理完所有分段開關。該方法應用到IEEE69配電系統中，計算7次潮流和電氣距離后即可求得最優解，在計算量和計算速度上有很大的提高。

4 結束語

在進行配電網重構的時候要對重構的目標和計算方法進行明確，這樣能夠保證在進行重構的時候要對負荷的情況進行掌握。配電網的重構就是對電網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，但是在計算結果上是不能進行保證的，因此，進行最優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模配電網絡重構的時候，不能得到更好的解決。配電網網絡重構是為了降低電網的電能損耗，因此，在進行重構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。

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