配电网负荷均衡的网络分割算法

随着配电网规模的不断扩大,配电网网络重构算法的实时性越来越难以满足工程实用化的要求.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--网络分割算法.该算法将负荷均衡作为一个网络优化问题,利用配电网的一种新模型--分层拓扑模型,将全局最优问题转为多阶段分割问题;同时,充分利用配电网负荷均衡的特点,通过寻找源点分支负荷大于负荷平均值的下确界负荷和小于负荷平均值的上确界负荷的方法,实现了配电网的负荷全局最优均衡.算例的仿真结果说明了该算法的正确、有效和快速.     

基于混合算法的油田配电网负荷均衡化

提出了基于遗传算法和网络分割算法以均衡负荷为目标的配电网优化方法。将配电网优化问题表示为以负荷均衡指标最小为目标函数的非线性优化问题,针对配电网运行的结构特点对配电网拓扑结构模型进行了简化,然后再通过遗传算法对已分割的网络开关进行优化。算例分析结果表明能够有效解决配电网负荷均衡化的问题,计算速度快,并且收敛性好。     

采用改进鲸鱼算法的配电网综合优化

为了解决配电网重构与无功优化问题,将线路开关与无功补偿容量同时作为控制变量对配电网进行综合优化.建立以网络损耗、电压改善度、负荷均衡度和开关动作次数为目标的配电网综合优化模型.针对传统鲸鱼算法初始种群分布不均、缺少全局交流、容易陷入局部最优等问题,利用Sobol序列生成分布更均匀的初始鲸群,引入自适应权重调整系数,改进越界处理机制,增加样本多样性的同时产生精英粒子.考虑日负荷、分布式电源出力与电动汽车充电负荷的变化,采用信息熵时段划分法进行日负荷分时段动态优化.算法改进后全局搜索与局部勘探能力更加均衡,更容易跳出局部最优,提高了算法寻优效率.分段动态优化减少了开关动作次数.最后,通过算例验证了所提改进算法及优化策略的有效性.     

一种多目标配电网络重构新算法

配电网络重构是配电管理系统的重要内容，从本质上讲，它是一个非线性组合优化问题，采用传统方法处理十分复杂，难以得到理想结果。文中提出一种新的配电网重构算法，充分利用并综合负荷均衡法和支路交换法的优点，改进了负荷均衡过程；采用新的配电网络分块潮流计算方法，依据支路交换配电网损估算公式导出新的启发式规则，较好地解决了多目标配电网重构问题。理论分析和算例表明，该方法高效可行，适合配电网自动化的实际应用要求。     

辐射型配电网重构的功率矩法

研究了配电网的重构方法。根据配电网“闭环设计,开环运行”的特点,提出了阻抗距离、广义负荷、功率矩的概念,建立了配电网的功率矩模型。通过理论分析,得出了配电网功率矩均衡与优化的关系,即配电网运行的优化程度取决于功率矩的均衡程度,进而提出了基于功率矩均衡的配电网重构方法。该方法不需进行费时的潮流计算,不受网络初始结构的影响,充分利用了配电网的特点。只需根据网络和负荷参数经过少量简单计算即可得到重构结果,具有实用的潜力。典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于柔性多状态开关的主动配电网双层负荷均衡方法

分布式电源(DG)的大量接入使得配电网源荷不确定性与随机性增大,而柔性多状态开关(FMS)的应用使得供区间互联不再受制于电压等级和相位,主动配电网(ADN)多供区联合优化运行将成为新常态,也为改善负荷不均衡现象、提高供电水平提供了基础.利用FMS灵活互联的特点,以供区层和馈线层负荷均衡指数加权最小为目标函数,建立了ADN双层嵌套负荷均衡模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构拓扑方案与FMS出力.整体算法外部对合环配电网进行简化和等效,减小网络重构的粒子群算法的粒子规模,加快计算速度;内部采用最佳等距分段线性逼近法(OEPLAA)对目标函数进行线性化,将FMS出力优化问题进行二阶锥转化.最后,通过某实际配电网对所提出的负荷均衡方法进行了分析和验证.     

基于深度置信网络的配电网负荷预测

保证配电网负荷数据的完整性是后续数据统计和业务分析的数据基础。针对广州大学城配电网存在的电表年久失修或电表读数错误而导致的配电网负荷数据缺失问题，提出一种基于深度置信网络(Deep Belief Networks,DBN)的配电网负荷预测算法，通过时间序列预测的方法，对缺失的数据进行补齐，保证配电网数据的完整性。深度置信网络由一定数目的受限玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine,RBM)叠加而成，通过无监督训练算法得到网络模型的初始值，最后通过自上而下的有监督学习得到预测训练模型。为了避免训练模型的局部最优问题，提高训练模型的全局搜索能力，使用粒子群优化算法对模型进行调优，以获得全局最优解。最后，通过比较多个预测训练模型的预测指标，验证了提出预测训练模型的准确性和有效性。     

辐射型配电网重构的功率矩法

研究了配电网的重构方法.根据配电网"闭环设计,开环运行"的特点,提出了阻抗距离、广义负荷、功率矩的概念,建立了配电网的功率矩模型.通过理论分析,得出了配电网功率矩均衡与优化的关系,即配电网运行的优化程度取决于功率矩的均衡程度,进而提出了基于功率矩均衡的配电网重构方法.该方法不需进行费时的潮流计算,不受网络初始结构的影响,充分利用了配电网的特点.只需根据网络和负荷参数经过少量简单计算即可得到重构结果,具有实用的潜力.典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于免疫算法以负荷均衡为目标函数的配电网络重构方法

在分析配电网重构的数学模型和免疫算法原理的基础上,提出了一种应用于配电网络重构的免疫算法(ImmuneAlgorithm,IA)。将满足基于负荷均衡的目标函数和约束条件的优化问题对应于免疫算法的抗原,优化问题的解作为免疫算法的抗体,解的优劣则通过亲和力的计算来评价,具有最大亲和力的抗体就是问题的最优解,即网络中联络开关和分段开关的最佳状态。实例分析表明,该算法具有较快的收敛速度和较强的全局搜索能力,克服了传统遗传算法易陷于局部极小和收敛速度慢的缺点。     

基于改进二进制粒子群优化算法的负荷均衡化配电网重构

提出了基于改进的二进制粒子群优化算法、以均衡负荷为目标的配电网重构方法。将配电网重构问题表示为以负荷均衡指标最小为目标函数的非线性优化问题,针对配电网开环运行的结构特点对配电网拓扑结构模型进行了简化,并对二进制粒子群优化算法加以改进,以保证配电网的辐射状结构,同时大大减少迭代次数。算例分析结果表明,该方法能够有效解决负荷均衡化的配电网重构问题,计算速度快,收敛性好。     

一种新的大规模配电网络重构的图论算法——图的谱划分算法

建立了配电网网络重构的图的多划分模型，提出了基于图的谱划分的算法，用于求解大规模配电网络的馈线间重构问题，针对规模巨大的实际配电系统，应用图的多级划分思想，提出了图的压缩算法以提高计算效率。算法避免了目前各种配电网络重构算法迭代过程中大量的潮流计算负担，且不依赖于系统的初始拓扑。其寻优能力不逊于常见的重构算法，且能高效地求取全局或近全局最优解，具有实用前景。     

配电网络重构的改进支路交换法

根据配电系统中存在大量独立拓扑调整的特点,提出一次可以实施多个独立拓扑调整的配网重构方法,并通过节点流过的负荷电流值与理想转移负荷之间的距离确定打开的分段开关,进一步提高了处理效率,当降损效率小于给定值时不再进行网络重构;避免了无实际意义的拓扑调整。该算法考虑并非所有配网支路上都安装开关,更符合实际情况。给出的算例表明该方法是有效的。     

A Novel Approach for Network Reconfiguration Based Load Balancing in Distribution Networks

Network reconfiguration for load balancing is the determination of switching-options for a particular set of loads on a distribution system that improves load balancing the most and is performed altering the topological structure of distribution feeders by changing open/closed status of sectionalizing and tie-switches. By transferring loads from the heavily loaded feeders to the lightly loaded ones, network reconfiguration can balance feeder loads and alleviate overload conditions of a network. In this paper a novel method is proposed by formulating an algorithm to reconfigure distribution networks for load balancing. Systematic logical approach is used to determine the feasible switching combinations, select the status of the switches, and find the best combination of switches for maximum improvement in load balancing. The algorithm has been developed in two stages. In the first stage, a limited number of switching combinations is formed by trinary logic principle. A simultaneous switching approach is applied logically to find the best combination by selecting the appropriate switching options, connecting the switches accordingly, and assigning the loads for the newly formed combinations. In the next stage, the search is extended to investigate whether any other switching combination gives rise to maximum improvement in load balancing, compared to the improvement obtained in the first stage. This is carried out by considering one after another, the branches next to the open-branches of the best configuration, and the switching configuration that gives the maximum improvement in load balancing is identified. The proposed method has been tested on a 69-bus test system, and the test results indicate that the algorithm proposed is able to determine the appropriate switching-options of the optimal (or near optimal) configuration with less computation. This paper proposes a scheme to implement the simultaneous switching algorithm for real-time on-line control of three-phase distribution networks, with symmetrical loading per phase.     

促进主动配电网高效运维的虚拟微网分区划分方法研究

随着分布式能源的大量接入,还有储能、电动汽车、柔性负荷等新技术的进步,主动配电网的运行控制越来越困难。针对这一问题,基于虚拟微电网的概念,提出了一种主动配电网微网化的分区优化划分方法,以虚拟微网分区的形式简化主动配电网的运行控制。该方法以通信成本最低、分区功率不平衡最小及分区供电独立性最高为目标,建立主动配电网微网虚拟分区优化模型。基于广度优先搜索算法获取各分区信息,提出主动配电网微网化虚拟分区方法,将主动配电网划分为多个虚拟微网分区。以改进IEEE-33节点系统为例进行验证。研究结果表明,所提方法可以提供面向主动配电网的虚拟微网分区建议,为主动配电网的高效运维提供支撑。     

Distribution network reconfiguration to minimize resistive linelosses

The objective of the analysis presented is to outline and validate a methodology for the optimization of MV distribution networks operation, so that variable loads are fed under minimum energy losses. Loss minimization is achieved by the installation of shunt capacitors and reconfiguration of the network. The impact of load variation and load modelling on the optimizing decisions is examined. Two different reconfiguration methods are applied and compared     

计及分布式电源出力和负荷不确定性的配电网孤岛划分

针对计及分布式电源(DG)出力波动性及负荷需求不确定性的配电网孤岛划分问题,提出了一种基于树背包理论的最优孤岛划分新模型及相应求解方法。所述方法的基本思路为:首先,构造了DG出力波动性和负荷需求不确定性基于树背包理论的随机最优孤岛划分新模型;进而,基于拉丁超立方超样方法、确定性树背包算法、数理统计方法,确定各初始孤岛的组成,包括DG及相应负荷节点;最后,对每个初始孤岛在考虑孤岛重构的基础上采用基于随机最优潮流的优化调整,通过优化调整而保证DG孤岛运行的最优性、安全性和经济性。所述方法实现了计及分布式发电及负荷出力不确定性情况下最佳孤岛的系统形成方法,能根据实时情况确定最大可能出现的孤岛,相对于在确定性条件下的孤岛具有更强的可信度。含有多个DG的PGE 69节点系统的算例验证了所述模型及算法的有效性。     

基于模糊多目标协调优化的配电网络重构研究

配电网络重构通过改变开关的开合状态以提高供电的可靠性和经济性。建立以网损最小、馈线负载均衡指标最小、开关操作次数最少多个目标协调优化的配电网络重构的数学模型。引入模糊隶属度函数对各目标进行模糊化处理,根据模糊集理论的最大最小法则,将多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题。应用禁忌算法对该配电网络重构模型进行优化求解。对某个69节点配电网络系统,比较分析了四种不同的优化方案,仿真结果验证了所提出模型和求解方法的正确有效。     

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。