电力网络拓扑分析与源流路径链生成算法

为快速、准确和全面地求取电力网络源流路径链,提出了一种新型的网络拓扑分析与源流路径链生成算法。该算法首先根据电网某一拓扑结构及其潮流状态形成有向图和送端节点-送电支路邻接表,然后进行两轮拓扑分析,快速生成源流路径树,并由此获取相关的源流路径链。此算法无需通过基于图论邻接终点矩阵的复杂运算,简便快捷。此外,该算法可用于求解电力网络发生局部拓扑和局部潮流流向变化后的路径链局部修改问题。     

面向开关的复杂配电网可靠性评估简化模型

为简化复杂配电网的可靠性计算过程以及减少所要分析计算的元件数量,提出了一种面向开关的可靠性评估简化模型。首先依据开关属性及其在可靠性评估中的作用建立了开关因子模型,定义了配电网分级与分区的概念,建立了面向开关的复杂配电网可靠性评估模型。然后在分级分区的基础上建立了配电网简化网络拓扑,尝试了一种新的编号原则,提出了开关自动生成算法,从而完成了面向开关的复杂配电网可靠性评估简化模型的算法。对RBTS母线6计算的结果验证了所建模型的有效性。     

基于节点深度编码技术的配电网故障恢复

应用智能优化算法求解配电网故障恢复问题时,不仅需要在网络结构发生改变时频繁进行网络拓扑分析,而且往往需要在寻优过程中增加辐射校验环节以保证不违背配电网辐射运行约束,导致消耗了大量时间,降低了算法的寻优性能.将节点深度编码(NDE)技术引入多目标优化算法--改进的非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)中,采用NDE技术中的保留初始节点(PAO)和改变初始节点(CAO)操作取代传统算法中的交叉和变异操作,并针对配电网故障恢复问题的特点,提炼了PAO和CAO操作中的选点规则,保证了算法在寻优过程中始终满足配电网辐射运行约束;同时,通过应用NDE技术,可快速得到新的网络拓扑结构,无需重复进行网络拓扑分析,大大减少了算法的寻优时间.算例计算结果表明,基于NDE技术的NSGA-Ⅱ比普通NSGA-Ⅱ具有更好的收敛性、分布性,以及更快的计算速度.     

配电网可靠性评估系统

通过对配电网可靠性评估算法的研究，选用网络拓扑算法，并采用面向对象程序设计技术开发了一套配电网可靠性评估系统。该系统在图形表达方面提出了新的设计方法，利用开发的专用作图工具，可输入配电网网络图，对输入图形进行馈线内分段，分析其网络拓扑结构，从而可以依据网络拓扑算法计算出馈线的可靠性指标，最后综合得到系统的可靠性指标。实例验证了系统的有效性和实用性。     

基于遗传算法的配电网故障定位系统

结合广西北海市城网自动化发展前景，提出了一种可行的基于开关电流越限信号的配电网故障定位遗传算法。算法利用树型数据结构自动识别网络拓扑，并采用单一故障完全初始化，最佳保留机制，两断点交叉，可变的交叉及变异概率等机制，仿真测试表明，该算法能进行全局寻优求解。可自动识别网络拓扑的变化。具有很好的容错性能，远优于传统的故障电流判别法，且具有在线应用的潜力。     

配电网树形网络遍历算法在理论线损计算中的应用

根据配电网的结构特点,给出了配电网元件基类模型,提出了一种配电网设备元件的建模方法并运用该模型建立便于用计算机处理的配电网树形网络拓扑。给出了用栈遍历配电网的算法,最后介绍了该算法在理论线损计算中的应用。     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型。提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量。采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法。描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法。算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析。     

基于同名端校核的有源配电网故障定位算法

研究了有源配电网故障发生时刻的电流特性,参考电流互感器同名端校核的原理,考虑分布式馈线自动化的网络拓扑参数,提出了基于同名端校核的有源配电网故障定位算法。该算法对配电网系统网络拓扑中的拓扑节点进行拓扑极性和接线极性的同名端校核,生成故障定位拓扑系数矩阵,根据故障发生时刻的电流相位与故障定位拓扑系数矩阵进行故障定位。基于该故障定位算法研制出带智能分布式馈线自动化的智能配电终端,并对智能配电终端进行了RTDS仿真验证,结果表明在有源配电网系统中基于同名端校核的故障定位算法可以在不依靠电压互感器的情况下准确、有效地进行故障定位。     

基于GIS的10 kV配电网络电气连通性分析

为了能在GIS系统上对复杂配电网进行直观且高效的网络分析,采用在变电站馈出口处虚设电源点的方式对复杂配电网进行简化,提出了一种基于唯一编码的、且利于数据库实现的描述简化配电网电气设备连接关系的网络拓扑模型.提出将开关、线路分歧连接处、电源点-线路连接处转换为支路,电源点和由开关分割的线路连通段转换为节点的网络节点划分方法,该方法可降低网络节点数量.采用邻接矩阵法对网络进行连通性分析,详细描述了从网络拓扑数据中提取节点邻接矩阵所需的网络节点和连接支路的算法.描述了由节点邻接矩阵通过运算生成节点连通矩阵,进而判断节点连通关系的矩阵运算方法,以及确定配电网停电范围的算法.算例表明,提出的网络拓扑模型和邻接矩阵生成及运算方法,可以进行复杂配电网络的连通性分析以及停电范围分析.     

电力网络源流路径链的双向电气剖分算法

为求解电力网络源流之间的电气供求信息,在分析现有基于电力网络源流路径链的联合电气剖分关系的基础上,提出了分支电气剖分关系及基于这2种关系的双向电气剖分算法,以适应求解不同类型的电气剖分问题。算法应用联合电气剖分关系对全网源流路径链进行正向过程剖分,再应用分支电气剖分关系进行反向过程剖分,从而得到各路径链彻底的电气剖分参...     

电网能量流-经济流耦合分析

依托于同一电力网络的电气源流间的能流信息和市场主体间的交易信息,存在某种天然耦合关系。若不能正确处理,则易导致相关经济流分布信息掌握失准,从而影响系统运行的效能和市场运作的公正性。为此,基于电力网络电能追踪方法正确提供的实时能流信息,考虑上述耦合特性,分析了沿网络源-流对电能配送路径链分布的经济流信息,建立了核算各项费用的实时电价关系式;针对链首和链末2种能量计费方式,提出了具有广泛指导性的费用核算一致性原理,并指出：若不考虑电网实时运行状态影响而直接以上网价、过网价和政府性基金价之和作为下网电价核算相关费用,则会出现不完全满足一致性原理的现象。最后,针对典型交易模式及与其关联的多个网络源-流对,给出了量化其经济流分布的关系式。算例表明,基于考虑耦合特性的实时电价信号分析的经济流,符合核算一致性原理,可为进一步揭示交叉补贴内因提供理论依据。     

交直流电力网络源流电能分配关系解析

瞬时值解析方式虽更易于厘清电气源流间的瞬时分配关系,但若将其直接应用于分析大型交直流电网源流电能分配关系(EDR),则仍存在计算量大、与常用关口式电能计量模式不兼容的问题。为此,提出了一种解析EDR的方法。推导了关于交流支路源-流对的瞬时电流和功率及周期电能分配关系式,提出了计算直达能量成分及其能耗的方法,并采用等效虚拟交流化的方式将其拓展应用于直流支路源-流对。在此基础上,提出了能够计算任一网络源-流对所有关联路径链的EDR正反向追踪算法。算例表明,该方法能够计算全网级的EDR,可为研发智能电网能流和非能流综合分析与核算系统提供技术支撑。     

基于出行模拟的电动汽车充电负荷预测模型及V2G评估

提出一种交通路网约束下用户出行模拟的电动汽车充电负荷时空预测模型。首先,建立计及交通道路网络拓扑,道路—阻抗函数关系和区域功能特性的交通道路模型。其次,构建不同复杂程度的出行链模型模拟用户出行特性,运用Dijkstra算法选择耗时最短的行驶路径,进而采用蒙特卡洛方法模拟区域交通路网和出行链双重约束下,家用电动汽车充电负荷工作日1 d内的时空分布特性;然后,基于电动汽车负荷时空分布结果、综合荷电状态、停驻时间和电价3种特征因素,利用模糊算法计算电动汽车入网(V2G)可响应的功率和容量,并分析荷电状态对响应结果的影响。最后,以某区域为例,仿真获取电动汽车充电需求时空分布,进行V2G响应评估,结果验证了所提模型和方法的有效性。     

基于数据驱动代理模型的城市输电网运行品质调节控制策略

传统电网运行品质调节控制忽略了高压配电网拓扑结构对潮流转供的作用.将高压配电网计入所提城市输电网运行品质调节控制策略中,通过高压配电网的拓扑重构,提升输电网运行品质.通过马尔科夫链蒙特卡洛抽样生成大量高压配电网拓扑数据,计算每种拓扑下的运行品质,包括线路损耗、母线电压、线路负载率和断面负载率.使用深度神经网络拟合高压配...     

基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨识降维;提出基于CatBoost算法的特征选择与拓扑辨识方法,通过分区并行离线训练得到历史拓扑和未知拓扑的区域拓扑辨识CatBoost模型,通过在线应用得到实时的区域开关状态矩阵标签,形成配电网开关状态矩阵,实现系统拓扑辨识。配电网算例系统测试结果验证了所提方法的有效性。     

蜂巢状有源配电网拓扑及其可靠性评估

为探寻适应分布式电源并网运行的高供电可靠性配电网结构,文章提出了一种基于分布式有源微网的蜂巢状有源配电网拓扑。首先,对该拓扑结构及其中的有源微网与智能功率/信息交换基站进行了介绍,并分析了该拓扑的优点与不足。其次,应用马尔可夫链分析蜂巢状微网的状态转移过程,并给出了数学模型,包括状态转移概率矩阵和不同状态下的概率计算方法等。然后,推导了基于最小割集法的蜂巢状微网可靠性指标计算的修正公式。最后,以IEEE-RBTS BUS6 F4测试系统为例,对其“改造”成蜂巢状微网前后的供电可靠性进行了仿真比较,结果表明“改造”后的蜂巢状微网具有更高的供电可靠性,进而得出了蜂巢状有源配电网的供电可靠性明显优于普通配电网的结论。     

基于链表和矩阵算法的电能质量扰动源自动定位

为实现配电网络中发生电能质量扰动事件时的扰动源自动、精确定位,提出一种基于链表和矩阵运算的电能质量扰动事件源三级自动定位算法.采用有根树和链表共同描述网络的拓扑结构,并基于遍历搜索算法自动生成系统链路信息表和监测覆盖矩阵.利用链表法进行扰动馈线子区域的快速预判后,基于矩阵算法实现扰动事件源的初步判定,并定义“虚拟电能质...     

基于有向邻接矩阵的配电网拓扑检测与识别

准确的拓扑结构是配电网精细化管理和安全运行的基础。针对现有配电网拓扑识别方法无法确定网络潮流方向以及拓扑变动检测方法受负荷突变影响大的问题,提出一种基于有向邻接矩阵的配电网拓扑变动检测与识别方法。首先,提出一种基于有向邻接矩阵的配电网拓扑识别模型,将配电网的未知拓扑描述为不确定的有向邻接矩阵,实现配电网的拓扑识别并确定潮流方向。其次,提出一种基于节点电压邻接矩阵的拓扑变动检测方法,通过分析相邻节点电压幅值的下降趋势判断拓扑是否发生变动。此外,所提出的拓扑变动检测方法可以缩小未知拓扑的范围,降低拓扑识别问题的变量规模。最后,通过仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于最优匹配回路功率的配电网拓扑辨识方法

配电网的拓扑结构在日常检修、异动和扩建过程中经常发生变化,加之配电网中实时量测数据和配置的传感器数量有限,开关缺乏实时遥测,这导致拓扑生成器常常不能有效获得配电网拓扑结构。目前常见的拓扑辨识方法并不能很好的适应配电网以上特点,因此为避免因配电网拓扑结构发生严重错误引起的配电网状态估计失真,提出了一种新的拓扑辨识方法。该方法基于匹配环路功率确定可能的拓扑结构,并根据公共量测值对可能的拓扑结构进行状态估计。依据状态评估结果与量测数值有最高匹配度,从而确定该拓扑结构为可信拓扑结构,即为实际拓结构。本文所提出的方法实现了对拓扑结构的量化评估,简化了拓扑辨识过程,减少了拓扑辨识过程的计算量,并通过相关案例验证了该方法的有效性和实用性。