基于SMU的配電網網絡重構方法研究

國網舟山市供電公司 浙江 舟山 316000

1 引言

隨著社會的發展電網的建設逐步增加,配電網的網架結構變得愈發復雜,對于網絡節點較多,負荷密度較大且分布不均與的地點,電網的網絡損耗及電壓變化不均勻,為了解決網架結構不合理等問題,采用網絡架構重構法進行計算。

網絡架構重構法對于電網有著重要的意義,國內外均有研究,首先有采用多目標優化模式進行優化采用潮流計算,網損約束進行優化；或者采用最優化潮流計算等方式進行計算。上述方法均考慮電網的某些方面,對于復雜的網絡結構考慮不是很清晰,這就需要采用鏈式計算方式進行配電網網架重構計算。

2 鏈表型配網潮流

配電網的網架結構更多像一個鏈表,可以通過不同的形式改變網架特點,雙向鏈表更多是類似于電網的聯絡節點,通過遍歷訪問所有的潮流節點查詢功率因數以及開關狀態。

鏈表中每個點的等效結構圖如圖1所示,包含路阻抗(Z),節點功率(P＋jQ),節點電壓(V),及電流(I_load)。

圖1 鏈表等效電路圖

在建立好配電網后便可進行潮流計算,本文采用的方法如圖2所示

通過鏈表的支路電流計算：cal_I_line(T),接著計算出母線節點電壓,最后根據所給電壓差進行負荷的比對,得到最終的結果

圖2 潮流計算流程

3 單樹圖開關操作

配電網網架結構重組采用多棵樹之間的操作,其中對于多鏈狀結構的開關操作可以采用SMU方式進行,如圖3所示

圖3 單樹網絡圖

對于SMU操作過程如下：

(1) 選一個分段開關的點稱為s點；

(2) 選一個通過s點的節點稱為q點；

(3) 閉合開關q－s,同時斷開s點與其連接點的開關；

對于圖3所示樹狀圖,如選了6為s點,則q點為4,閉合開關4－6,同時斷開5－6,則SMU操作完成。

這樣通過使用SMU操作便可實現網絡架構的重組變換

4 網絡重構的數學模型和約束條件

本文在考慮配電網電網重構時主要為了減少電網損耗和優化潮流分布,在考慮最優因子的時候,主要考慮以下幾個方面,滿足各部最優的多目標優化方法。

i＝1,2,3,4…n

式中：Total_Loss,V_min,I_max為總線損,最低電壓,最大電流限制

其計算步驟如下所示

1：隨機生成種群P(通過SMU操作,計算潮流)

2：計算適應度函數：

標準化目標函數值

j＝1,2,3.i＝1,2…n

3：環境選擇：循環以下三步直到收斂：

(1)選擇函數值最小的變量G*；

(2)將函數最小變量G*從種群中剔除；

(3)修正適應度函數：

4：如超過指定迭代次數或達到最優解,則循環結束得到最優結果P；

5：將P中的解進行SMU,并計算潮流,返回步驟2,直到得到最后的結果。

5 算例分析

本文算例通過GCC作為編譯器的編譯環境下運行,采用PG&E69節點配電系統,母線出線電壓為12.66kV,有功3802.19kW,無功2694.60kVar,5個聯絡開關,進行60次循環,相對于其他文獻中的計算方法其結果如表1所示。本文更有優勢

表1 PG&E69節點計算結果比較

6 結論

本文以鏈表實現的配電網建立架構,通過SMU操作快速進行網絡重構,在多目標優化下采取進化算法,在短時間內尋找到最優解。