20kV配電網的檢修優化研究

石　磊,邢立強,孫麗萍（國網云峰發電廠,吉林　集安　134200）

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20kV配電網的檢修優化研究

石磊,邢立強,孫麗萍
（國網云峰發電廠,吉林集安134200）

摘 要：針對故障發生前，如何及時預防與制止配電網系統故障，并在發現系統故障位置后及時作出相應的措施。從停電時間管理的統一化、檢修人員的編制、停電過程的經濟損失、網損及電網運行的經濟可行性、列出綜合優化函數，同時對解網對擴大系統故障連鎖的評估、互斥設備的檢修、系統潮流與節點的參數校驗等方面進行了條件約束，并且從經濟、線損、供電范圍角度出發以改進電網結構為切入點引入20kV配電網，以優化以上問題為目標，搭建了一種蟻群風險評估數學模型，實現對20kV配電網的檢修優化。

關鍵詞：網架結構；配電網檢修；蟻群算法；檢修優化

1　引言

與配電網對應的檢修計劃的調整與制定直接影響著企業與用戶的用電時間，電能質量，從更高的層面來說影響著整個系統的供電指標和運行安全，在檢修計劃中，除了在對設備的測量評估、對內部裝置的檢測、進行有選擇性的更替設備之外還需要對系統結構參數和負荷參數變動而引發的具體環節作出合理的優化處理。[1]因此，配電網檢修計劃的優化要從電網的可靠運行、經濟運行、檢修人員的編制等諸多角度進行考慮。

2　蟻群算法的研究背景

生命進化學科在仿生學中發現，數額巨大的蟻群在發現食物到轉移食物過程中每個螞蟻之間都會有著相互配合，分工合作的影子在其中。面對此現象，不少學者提出了與蟻群算法相關的諸多方法，如Stutzle等人提出了一種MMAS算法，器基本思想是對路徑上的信息素進行限制，對信息素進行局部更新，以期克服停滯問題，再如對蟻群收斂性的研究的基于吸收態Markov過程的蟻群算法數學建模。后來蟻群算法被逐漸應用于計算機領域中并通常用于在復雜而龐大的數字信息中，通過每個螞蟻的信息交流尋找到特定信息而最終確定的最優路徑[2]。

3　蟻群風險評估優化算法

3.1計算流程

將系統中的各個節點和線路進行編號，記錄節點的平均電壓和平均負荷和線路的參數。

在T=1時，將約束條件設定并帶入進而求取第一條優化路線函數F1，然后確定ΔT進行第二條優化路線函數。

通過蟻群算法將所有優化路線組和成分布函數。在經過評估后確定最優的選擇。

3.2目標函數

F為綜合優化函數，當T=1時，根據蟻群算法中氣味標記得到第一條路徑，將其表示為綜合優化函數

其中Fa為保持可靠性最高的重要負荷供電的最低成本，Fb為重要線路和隔離開關的最低成本，Fc為滿足次級負荷供電的最低成本。

其中，j節點未檢修時Hj為0，j節點維修時Hj為1。R1為每小時帶電操作檢修人員的成本，R2為每小時操作檢修的人力成本，R3為每小時運行人員的成本，L為線損電量，c為電價，H為所有檢修處擱置電量。

其中，Gs為隔離開關、刀閘等成本。

其中，Qi為次級負荷的供電線路。

3.3約束條件

T時段拓撲和潮流中，節點電壓約束為Umin≤Ux≤Umax[6]，無功和有功約束為Qmin≤Qx≤Qmax；Pmin≤Px≤Pmax。其中，Umin，Umax為滿足負荷點所設定的最大電壓及最小電壓；Pmin和Qmin為設定的最小有功和無功值；Pmax和Qmax為設定的最大有功和無功值。

為了盡量避免電氣設備之間的電氣孤島效應，對檢修設備的先后時間和時間間隔做出了約束，Ti≥Tj+ΔT;Ti和Tj∈T。其中，Ti和Tj是第i,j設備檢修的起始時間。

3.4電網經濟風險評估

其中，p是每條路線經濟損失的百分數。

3.5事故連鎖發生評估

其中，y為該處重復故障的概率；y1為該時間段首次故障的概率；y2為該時間段二次故障的概率；y3為該時間段三次故障的概率，當再有可能發生第四次故障時則改變路線和參數設置。

4　結語

在現有的配電網檢修的模型基礎上搭建數學模型，通過蟻群風險評估算法對配電網檢修進行了優化。經過以上分析，該模型可以滿足對負荷密集的城市供電，使城市配電網的可靠性得到提高、供電范圍得到擴大、并有效地減少了線路損耗，在給企業和居民用電提供充分的保證的同時，也使得與之相配合的檢修工作更安全、經濟的進行，故此模型具有實際的應用價值。

參考文獻：

[1]李威武.城市10kV配電網規劃及建設[J].中國電力教育,2012(12):142-143.

[2]夏亞梅,程渤,陳俊亮.基于改進蟻群算法的服務組合優化[J].計算機學報,2012(02):2270-2281.

[3]黃弦超,張粒子.配電網檢修計劃優化模型[J].電力系統自動化,2007(01):33-37.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.244