基于免疫算法的配电网开关优化配置模型

给出了开关优化的数学模型及基于免疫算法的求解方法。分析了开关投资和运行维修费用、停电损失的计算方法，基于等年值法建立开关优化配置模型。该模型是一含约束、不可微、非连续的组合优化模型。基于免疫算法给出了模型的求解算法。通过模型计算确定开关的最优配置数量和位置，并得到系统的可靠性、投资费用和停电损失等。计算实例表明：提出的模型和算法有较强的工程实用性，免疫算法具有较好的全局收敛性和较快的收敛速度。     

多因素的配电网开关配置优化方案研究

提出一种基于多因素的中压环网的开关优化配置方法.根据实际配电网的运行要求,建立优化数学模型,利用差分法改进的遗传算法进行求解,使得配电网的开关配置方案在满足供电可靠性约束和综合费用最低的前提下最优化.以 IEEE RBTS-BUS 5 系统的1、2两条主馈线为研究对象,以开关投资费用、运行维修费用和停电损失费用等综合费...     

配电系统中变电站智能化升级策略

代表变电站技术发展趋势的智能变电站是智能电网的重要组成部分。智能变电站的配置对系统安全与经济运行具有重要影响,是值得研究的重要问题。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中变电站智能化升级问题。首先,以变电站智能化升级成本和用户停电损失之和最小化为目标函数,考虑系统平均停电时间(system average interruption duration index,SAIDI)和电量不足平均值(average energy not supplied,AENS)这2个可靠性指标不超过给定阈值等约束条件,构建了配电系统中变电站的智能化升级优化模型。之后,发展了针对配电系统故障的故障清除模型,提出了评估用户停电时间的比较准确的方法。接着,对用户停电时间和用户停电损失函数进行线性化处理,得到变电站智能化升级问题的混合整数线性规划模型,并采用高效商业求解器求解。最后,以IEEE RBTS-Bus 4配电系统和丹麦某中压配电系统为例来说明所提方法的基本特征。     

配电自动化终端配置的双层优化模型

针对现有配电终端配置模型的优化目标中多个指标量纲差异大且寻优效率低的问题,提出了一种配电终端配置双层优化方法。首先对配电终端类型和含配电终端的配电系统可靠性计算进行了分析。其次,建立了配电终端配置双层优化模型。上层优化模型以配电终端配置费用最小为目标,求解配电终端的安装位置。下层优化模型以系统停电损失费用最小为目标,求解配电终端的安装类型。然后,给出了双层优化模型求解方法,上层优化模型应用易实现的二进制粒子群算法求解,下层优化模型采用预设参数较少且寻优效率高的萤火虫算法求解。最后,通过IEEE RBTS BUS2算例系统验证了所提双层优化模型和求解方法的合理性和有效性。     

考虑可靠性和经济性的中压配电网分段开关优化配置研究方法

中压配电网中,科学配置分段开关可以显著提高供电可靠性减小停电损失。综合考虑配电网供电可靠性和经济性,以停电损失最小为目标,提出了分段开关的最优配置技术。首先,分析拓扑结构与分段开关关联性,建立中压配电网拓扑结构优化分析模型;然后,基于全寿命周期成本理论,提出考虑供电可靠性的分段开关最优配置模型,通过分析开关上游、中游和下游网络的平均停电持续时间和停电损失费用,提出考虑可靠性和经济性的综合迭代求解策略;最后,基于二进制粒子群算法,提出分段开关配置数目和位置的迭代求解方法。仿真算例验证了方法的有效性以及优势所在,为电网规划人员在配电网优化设计中提供实用参考。     

基于EPSILON约束法的配电自动化设备多目标优化布点模型

通过在配电网中配置自动化设备可以有效限制故障带来的负面影响,从而提高供电可靠性,减少停电损失,但采用全覆盖式的布点方案会极大程度地加剧电力公司的资金压力。为了合理地配置各类自动化设备,最大程度地发挥资金效能,提出了配电自动化设备的多目标优化布点模型。首先,分析了各类设备布点情况与负荷停电时间之间的关系,进而获得了供电可靠性与停电损失关于设备布点情况的表达式。然后,以各类设备的全生命周期费用作为约束,搭建了基于混合整数线性规划的配电自动化设备多目标优化布点模型,并通过数学求解器配合EPSILON约束法对其进行求解,以有限的资金获得最大的供电可靠性以及最小的停电损失。最后,基于IEEE RBTS-BUS4的算例结果表明,所提出的模型可以精确有效地对配电自动化设备进行优化布点,并直观地反映供电可靠性与停电损失之间的关系,为电网规划人员提供了辅助材料。     

基于二分法的配电网分段开关优化配置

配电网分段开关的优化配置是一个需要同时考虑经济性和可靠性的非线性组合优化问题。针对该问题，提出了一种确定配电网分段开关最佳数量和安装位置的双层优化规划方法。该方法采用的目标函数综合考虑了开关的年投资费用、年运行维修费用和用户停电损失费用；外层优化针对不同的开关数量采用二分法逐步向最佳开关数量逼近；内层优化在给定开关数量下采用缺供电量作为评价指标，对开关安装位置进行优化。将该方法应用于IEEE RBTS-BUS2及其他配电系统，取得了较好的结果，为配电网规划和改造提供了一种有效的分析工具。     

适应自愈要求的配电网开关优化配置

自愈是智能配电系统的重要特征,通过对配电网分段开关的优化配置,不仅可以使配电网满足经济性和可靠性要求,更能使网架本身具有良好的自愈性。为体现自愈要求,分别从自愈时间、用户和负荷的角度提出了智能配电网自愈能力的评价指标以及负荷自愈率的分块计算法,在传统开关优化配置的目标函数中加入停电中断费用,在约束条件中增加了最小自愈率的约束,并通过对惯性系数和学习因子的调整改进二进制粒子群算法来求解适应自愈要求的配电网开关优化配置问题。最后,通过算例结果验证了所建模型的合理性和所提方法的有效性。     

配电自动化终端布局规划方法

针对配电自动化规划中的配电终端布局问题,提出一种配电自动化终端布局科学规划方法。首先分析了配电自动化终端配置的原则,研究了考虑配电自动化的配电网可靠性评估方法。在此基础上建立了以一次开关设备和配电终端投资费用、运行费用以及故障停电损失费用之和最小为目标的优化模型,并采用遗传算法对优化模型进行求解,从而确定配电网中一次开关设备和配电自动化终端的安装位置和安装类型。IEEE RBTS BUS-2算例结果表明,该方法能够得到合理的配电自动化终端布局结果。     

用于配电网开关优化配置问题的二进制PSO算法

提出了1种求解配电网开关优化配置问题的二进制粒子群(PSO)算法。该算法通过对开关设备总投资、年运行费用和年停电损失费用等优化计算,以达到综合年费最少的角度,确定了1种开关配置方案。仿真计算表明,二进制PSO算法相对于遗传算法和免疫算法等搜索方法而言,具有更好的全局收敛性,且算法简单,是求解配电网开关优化配置问题一种有效方法。     

Optimal placement of line switches for distribution automation systems using immune algorithm

To enhance the cost effectiveness of the distribution automation system (DAS), this paper proposes the immune algorithm (IA) to derive the optimal placement of switching devices by minimizing the total cost of customer service outage and investment cost of line switches. The reliability index of each service zone defined by the boundary switches is derived to solve the expected energy not served due to fault contingency, and the customer interruption cost is then determined according to the customer type and power consumption within the service zone. To demonstrate the effectiveness of proposed IA methodology to solve the optimal placement of line switches, a practical distribution system of Taiwan Power Company (Taipower) is selected for computer simulation to explore the cost benefit of line switch placement for DAS.     

基于量子进化算法的配电网开关优化配置研究

配电网的开关配置对系统的供电可靠性具有重要影响,因而对配电网的开关配置进行优化设计,使系统在满足一定可靠性指标的前提下开关总投资成本和维护成本最小很有意义。文中研究了配网开关的优化规划问题,建立了计及可靠性和经济性的开关优化规划模型,以配电网开关投资成本和维护成本最小作为优化目标,采用平均供电有效度(ASAI)作为可靠性指标。为了提高规划计算的速度,提出了一种自动开关分区段的快速求取可靠性指标方法。介绍了量子进化算法(Quantumevolutionalgorithm,简称QEA),该算法相比传统的进化算法具有更加丰富的种群,能保持优良的多样性和全局寻优能力,文章结合配网的特点,提出了基于QEA的开关优化规划求解算法。在某一系统中进行了测试,表明文中提出的方法是可行的和有效的。     

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。     

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

将可靠性和经济性相结合,提出了基于总拥有费用法的发输电合成系统最优可靠性算法的总体框架,进而在概率安全性和概率充裕度综合评估基础上,将综合评估风险指标和可靠性经济评估理论相结合,建立了基于遗传算法和蒙特卡罗仿真相结合的最优可靠性计算模型和算法。算法使最终求得的各元件的最优解所对应的规划方案的总成本最小。最后对IEEE—RTS标准测试系统进行了计算,结果表明所提模型和算法是可行的。     

旋转备用对电网可靠性的影响及优化配置研究

旋转备用(Spinning Reserve,SR)的不同分配方案会导致不同的电网可靠性水平。从改善大电网运行可靠性的角度出发,综合考虑机组类型和爬坡速率、元件可靠性参数、网络拓扑结构以及传输容量限制等因素,将SR的优化分配纳入到最优负荷削减模型中。利用该模型不等式约束中控制参数的拉格朗日乘子的物理意义,推导出系统电力不足期望对各机组备用容量的灵敏度表达式,提出了根据该灵敏度结果进行备用优化配置的启发式思路。同时以SR成本与用户停电损失之和最小为目标,通过同步联合优化确定SR的总量与配置方案。RBTS测试系统的仿真结果表明了所提方法的有效性和正确性。     

The evaluation of reliability of supply to receivers from a network node with an automatic reserve switching system

The paper presents basic equations for determining reliability indices of network nodes equipped with automatic reserve switching systems (ARSSs).These equations can be applied to large networks with multiple sources and different configurations.A method is presented for calculating the failure rate and expected frequency of interruption of transmission and distribution systems equipped with an ARSS.The average time duration of an interruption for each network node with an ARSS can be determined.Time duration of manual switching to the reserve supply system, in the case of malfunction of the ARSS, has been taken into consideration in determining reliability indices for network nodes. Automatic protective system misoperation and faulty switch-gear operation have also been considered.     

基于Semi-Markov的配电可靠性成本估计

针对配电系统故障时间分布不确定的特点,提出了基于半马尔柯夫过程的可靠性成本评估通用方法。建立元件寿命、预防维修时间和修理时间服从任意分布的可靠性评估模型,引入用户停电损失函数研究系统在不完善预防维修情况下的停电损失;通过实例证明了该方法的正确性,显示出该方法对Homogenous Markov和Weibull Markov算法的兼容性、有效性,同时更清晰地反映了元件故障持续时间分布对系统可靠性经济指标的影响。     

Power Distribution Protection System Design with Momentary Interruption Consideration

An objective of protection system design is to support the system to serve its customers with highly reliable and low-cost power supply. In this paper, a radial distribution protection system design is formulated as a binary integer programming problem to identify number, types, and locations of the protective devices in order to optimize system total cost. The formulated problem takes into account not only the reliability of system components' but also the cost of utility investment and customer interruption, which comprises permanent and momentary interruption. The proposed method has been tested with an actual system with satisfactory results, from which it clearly shows the necessity of the inclusion of the customer interruption cost into the design problem. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Reliability planning for composite electric power systems

This paper proposes a reliability design approach using network flow technique, genetic algorithms, and Monte Carlo simulation for composite electric power systems. With increased emphasis on reliability design and cost control in electric power system planning and operation, particularly in composite electric power system, we are therefore striving to achieve an optimal reliability design solution under a reliability/cost implemented model. Because the floating-point representation is more efficient than the binary representation in genetic algorithms application, and the former also has more robust operators to locate near optimal solutions in most cases, we will employ the floating-point representation. The proposed method primarily finds out the optimal values of reliability indices for the components such that the objective function composed of interruption cost and installation cost is minimized. The reliability indices adopted include expected demand not served (EDNS) and forced outage rate (FOR). Application of the proposed method is demonstrated using a 23-bus test system.     

一种考虑分布式电源的配电自动化系统规划方法

在分布式电源大量接入的背景下,提出一种考虑分布式电源的配电网自动化系统规划方法。针对所提出的MINLP模型易陷入局部最优解的问题,将所提模型进行线性化处理转化为MILP模型来进行求解,并利用IEEE 69节点配电系统进行仿真分析。结果表明,基于分布式电源与配电自动化系统的协同规划结果,配电系统的运行成本、能量损耗成本以及可靠性成本均有了大幅降低,所提规划方法下的电压分布更为平坦,具有较好的经济性和运行可靠性。