基于图论的含分布式电源配电网故障恢复算法

含分布式电源配电网的故障恢复策略对于配电网的安全性至关重要。针对含分布式电源和联络开关的配电网络,提出了基于图论的故障恢复算法。在充分考虑负荷恢复总量、开关次数和网络损耗的基础上,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,以及配网故障恢复下的目标函数;设计了基于图论理论的不可行解修正和调整机制,即通过网络状态生成、网络区域划分、网络结构修正、负荷校验4个步骤,实现对不可行解的修正;利用量子离散粒子群算法其优越的优化特性,实现目标函数的最优;通过算例分析,验证了图论算法在智能优化算法中对不可行解修正的优越性和基于图论算法应用于配电网故障恢复问题上的有效性。     

基于时间区间的配电网重构

提出了基于时间区间的静态重构算法和动态重构算法.算法以最优流法为基础,以一段时间内的能量损耗最小为目标函数.首先利用配电网负荷模式的特点对基于时间区间的最优流计算方法进行了改进,然后利用该计算方法求解配电网的静态重构问题.动态重构中需要考虑开关操作次数的约束,为此,动态重构算法中先利用降损估算公式对开关操作在整个时间区间内的降损效果进行评估和比较,然后提出了合理的启发式规则来确定开关的操作顺序,形成优化方案.69节点配电网的算例结果表明,提出的静态重构和动态重构算法是可行和有效的.     

配电网供电可靠性的分布式电源选址与定容

在配电网故障恢复过程中常出现因电压越限、线路过载等需进行切负荷操作,降低了配电网的供电可靠性。分布式电源(DG)的接入会影响配电网的供电可靠性,但是其影响性质和程度均取决于其接入位置与容量。分析了DG接入对配电网可靠性、电压及网损的影响,并提出了一种DG选址与定容方法:随机生成事故集,以配电网故障平均停电量最小为目标函数,以线路不过载、电压不越限等配电网稳定运行要求为约束条件,利用和声算法搜索最优方案。算例分析表明本方法能提供合理的DG位置与容量方案。     

基于环路组搜索策略的多目标配电网重构研究

提出一种基于环路组搜索策略的多目标配电网重构算法,对含分布式电源(DG)的配电网进行重构.采用环路编码的方式将网络划分为若干个基本环路,以此减少搜索空间,同时考虑的目标函数包括系统的有功网损最小、电压幅值偏移量最小、开关的操作次数最少,并利用层次分析法(AHP)将以上目标函数进行归一化后整合为单目标函数,降低搜索维度的同时还提高了算法的搜索效率.再通过引入变邻域搜索(VNS)改进二进制粒子群算法(BPSO),使其拥有更好的全局搜索能力.通过含DG的PG&E69节点算例分析表明:改进后算法的寻优效率明显提升,目标函数值也更优越,重构后配电网络的各项情况均得到显著优化.     

基于分层分区的含DG配网故障恢复策略

为实现计及DG随机性出力的主动配电网分层分区故障恢复,建立了基于DG时段出力模型的主动配电网故障孤岛划分策略,并建立了主动配电网故障两阶段恢复模型,第一阶段综合考虑负荷的波动性和DG出力的随机性,建立考虑负荷恢复价值最优的主动配电网区域恢复方案;第二阶段利用可中断负荷建立配电网开关操作次数最优的全局优化模型,实现主动配电网故障后的故障恢复,既保证重要负荷的优化恢复,又延长了开关寿命,提高了经济性。采用改进的IEEE69节点系统进行仿真验证,验证了文中方案的有效性。     

基于改进鸽群算法的含分布式电源配电网故障定位

分布式电源（DG）接入配电网中,使得配电网由传统的单电源辐射状网络变成多电源复杂网络,增加了配电网故障定位的难度。针对DG接入配电网定位问题,提出了一种基于改进鸽群算法的故障区段定位方法。首先,建立了适用于含多个分布式电源的开关函数并对电流编码方式重新定义。其次,对基本鸽群算法中的指南针因子和地标算子进行改进,并通过结合模拟退火算法防止其陷入局部最优,提高了算法的容错性。仿真结果表明,该算法适用于含分布式电源配电网的单重和多重故障区段定位,且在相同故障情况下,改进鸽群算法分别比传统鸽群算法和遗传算法在迭代时间上降低了17.019%和43.763%,具有一定的快速性。     

含分布式电源的配电网故障紧急恢复与抢修协调优化策略

随着分布式电源的规模化接入,传统配电网故障恢复策略逐渐难以适应实际需要.为此,提出一种含分布式电源的配电网故障紧急恢复与抢修协调优化策略.首先,在故障紧急恢复模型中引入典型负荷时变性需求模型,优先恢复需求度高的负荷.以抢修时间最短和社会经济损失最小为综合目标函数得到故障抢修模型.然后,研究故障紧急恢复与抢修协调优化策略,利用主网与孤岛协调控制进行故障恢复,通过改进粒子群算法得到最优抢修顺序.在抢修过程中,考虑负荷及时变性需求变化,调整故障紧急恢复与抢修最优方案,保证配电网可靠、快速恢复正常运行状态.最后,通过算例仿真验证了所提策略的有效性.     

主动配电网多目标网络重构研究

本文提出了一种适用于主动配电网的多目标网络重构混合进化算法。选择目标函数为网损最小、供电可靠率最高,并在约束条件中考虑了分布式电源(DG)的出力约束,在可靠性计算中考虑了主动配电网中DG的计划孤岛作用;算法首先利用最优流模式算法(OFP)得到接近最优的局部最优解,再利用树形结构编码单亲遗传算法(TSE-PGA)搜索最优解;提出了适用配电网重构的TSE-PGA对应的移位、重分配操作算子;用改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的非支配排序策略对迭代过程的个体进行排序,最终得到Pareto前端解集。选择改进TPC 84节点算例验证所提出的混合进化算法,与其他算法的结果进行比较,证明了该算法的优越性。     

考虑风光的两阶段配电网动态重构方法

由于传统的控制手段已不能抵抗高渗透率分布式电源对电网的冲击，需要对含分布式电源的配电网动态重构问题展开研究。针对传统配网重构中考虑分布式电源不足、过程复杂耗时和实用性较低等问题，提出了基于生物地理学算法的含分布式电源配电网动态重构两阶段优化策略，建立了以全时段网损最小和开关操作总次数最少为目标的多目标优化模型。首先运用整数型环网编码方法以降低变量维数，对配电网进行时段初步划分，运用夹逼策略对优化区间进行“列举”操作，得到初步优化方案。在此基础上，考虑开关操作总次数约束，对其进行时段的二次优化，最终确定动态重构的开关动作时刻及组合。通过算例验证了该动态重构方法能够在保证操作次数较低的同时，达到减少配电网有功损耗、提高节点电压稳定性的目的。     

考虑分布式电源出力调整的多目标配电网重构

配电网重构可以提高配电网运行的经济性和安全性,而分布式电源(Distributed Generator,DG)加入配电网直接影响潮流分布,对配电网重构将产生较大影响。考虑到DG对配电网重构的影响,以开关状态、DG出力为优化变量,建立了以网络损耗、负荷均衡化率最小为目标函数的多目标优化模型。将生成树、蚁群算法和遗传算法相结合,提出了求解上述模型的多目标混合优化方法,以实现配电网结构和DG出力的协同优化。该方法利用基于生成树原理的蚁群算法对配电网结构进行优化,保证蚂蚁路径满足网络拓扑约束,有效提高了可行解的数量;采用Pareto最优遗传算法对分布式电源出力进行优化,可获得满足多目标需求的若干优化方案。仿真结果表明所提出方法能够实现DG出力和网络重构的综合优化和多目标优化。     

含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略

随着智能配电网的发展,新型的电力电子装置柔性软开关(SOP)替代配电网中传统的联络开关(TC),可增加配电网运行控制的灵活性。分析了含SOP的有源配电网正常运行和故障情况下的SOP控制模式。对于配电网中部分失电区域由于严重故障致使无法通过联络开关连接到端电源的情况,文中将该失电区域称为失联侧子网,将其余可以通过联络开关与上级网络相连的区域称为联网侧子网,并据此提出了由SOP和分布式电源协同供电的故障恢复策略。该策略考虑了联网侧子网的转供能力,可为失联侧子网恢复运行提供相应的约束。通过设定SOP为Vf控制模式,以总失电负荷加权值最小、脱离主网分布式电源最少,以及网络损耗最小为目标函数,建立了含SOP的配电网故障恢复模型,优化变量为联络开关状态及SOP的出口电压,采用混沌蚁群联合优化算法进行求解。采用含SOP的单回IEEE 33节点系统、手拉手双回IEEE 33节点系统作为测试算例,从恢复策略和负荷波动适应性两个层面验证了所提故障恢复策略的有效性,仿真结果表明该恢复策略不仅能实现配电网失联侧最大恢复供电,还能保证配电网联网侧的正常运行。     

含智能软开关的配电网重要负荷恢复方法

针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法.首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略.然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式.其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等.恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换.算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性.     

含分布式电源的配电网供电恢复的多代理方法

针对含分布式电源的配电系统，特别在考虑了由分布式电源和负荷组成微网运行的情况下，建立了以恢复负荷最多、开关操作数最少为目标的供电恢复模型。在提出配网调度中心、微网、分布式电源三者的分层协调控制策略的基础上，应用多代理理论，建立了一个由全系统控制协调代理（CAG）、微网控制代理（MGAG）、分布式电源代理（DGAG）以及母线代理（BAG）组成的多代理系统，在保证配电网辐射状运行、满足配电网电压与电流及馈线容量等约束条件的情况下进行供电恢复。通过分析一个含2个变电站、14条母线和4个分布式电源的配电系统的单重及多重故障供电恢复问题验证了该方法的有效性。     

An innovative approach for solving the restoration problem in distribution networks

An effective heuristic graph-based approach is proposed in this paper for solving the service restoration problem in distribution networks. Minimisation of the de-energised consumers’ load and reduction of the number of switching operations were considered in this service restoration application. A suitable assignment of the weighting coefficient to all branches in a de-energised area was used to decrease the number of switching operations. Prim's algorithm for finding of the minimum spanning tree logic was used to realise this approach. Other applications necessary for the optimal performance of the service restoration application were also developed and tested in this study (e.g., load flow, load reallocation of overloaded network elements, generation of the sequence of switch actions, etc.).     

考虑多类开关动作特性差异的配电网两阶段协同负荷恢复模型

基于灾后配电网恢复流程,提出一种考虑多类开关动作特性差异的配电网两阶段协同负荷恢复模型。首先,分析多类开关协同动作过程并构建考虑故障隔离阶段和服务恢复阶段协同的基本恢复框架;其次,基于此框架建立计及停电孤岛的新型重构约束、开关动作约束、故障隔离约束、配电网运行约束;然后,以两阶段切负荷成本最小为目标函数建立恢复模型,并将其转化为混合整数线性模型;最后,利用改进的IEEE 33节点系统验证所提模型的可行性,结果表明所提模型的实用性更强,且可以有效提高配电网负荷恢复能力。     

配电网反时限过电流保护优化整定方法

提出一种含分布式电源的配电网反时限过电流保护优化整定方法。以配电网主保护与后备保护的总动作时间最小为目标函数,考虑保护选择性要求等约束条件,建立保护优化整定的数学模型;通过设置动态参数并引入最优解权重改进和声搜索算法,提高算法收敛速度和获取全局最优解的能力。利用改进的和声搜索算法求解模型。优化整定参数基于配电网各故障点的短路电流获得,在计算短路电流时考虑分布式电源对短路电流的贡献,使优化整定结果适用于含分布式电源的配电网。对两相、三相短路故障分别进行保护离线优化整定,实时根据故障类型自动选择优化整定参数,克服保护易受故障类型影响的缺陷。仿真结果表明,所提方法可有效提高有源配电网反时限过电流保护的选择性和速动性。     

含分布式电源的配电网多故障抢修与恢复协调优化策略

针对含分布式电源(DG)的配电网发生多故障时的快速故障抢修和供电恢复问题,根据动态规划原理,建立了含DG的配电网多故障分阶段、分层的抢修与恢复协调优化模型。在紧急抢修与恢复阶段,以负荷恢复价值最大和综合经济损失最小分别作为内、外层优化目标;在抢修与恢复网架阶段,以网损最小和抢修时间最短分别作为内、外层优化目标,得到最优抢修顺序和供电恢复方案。针对内、外层模型的不同特点,分别采用了改进蚁群算法和离散化处理的细菌群体趋药性(DBCC)算法进行模型求解。同时,在抢修与恢复过程中,利用DG孤岛、可控负荷联盟及应急发电车的动态调度优先恢复重要负荷的供电,并采用馈线等效法及故障等效法来简化求解流程。以改进的IEEE 69节点系统为例,验证了所述策略的可行性和有效性。     

计及可控负荷参与的主动配电网动态恢复供电策略

针对传统基于单时间断面的恢复供电策略难以长时间保持负荷恢复期间的电气孤岛稳定运行问题,提出了一种主动配网多时段动态恢复供电策略。通过引入可控负荷,提高了电网重建的效率和恢复期间负荷的运行稳定性。此外,针对主动配电网负荷动态恢复模型变量过多、难以求解的问题,提出一种启发式孤岛动态调整算法。仿真结果验证了所提策略的可行性和优越性。     

基于MAPSO优化的智能配电网大面积断电供电恢复

当含分布式电源的智能配电网发生大规模停电事故时,必须尽快制定供电恢复计划,减少停电面积。在保证配电网安全运行的前提下,考虑以甩负荷最少及开关操作次数最少两方面因素建立含分布式电源的智能配电网供电恢复模型,提出采用多智能体粒子群优化算法快速恢复孤岛外非故障断电区域负荷供电。该算法在二进制粒子群优化算法基础上引入Multi-Agent概念,每一个Agent相当于一个粒子,通过粒子Agent之间的竞争与合作操作使其快速有效地收敛到全局最优解。算例结果证明了所提算法的可行性和有效性。