一种基于可靠性指标的复杂配电网络重构算法

以提高可靠性为目标,提出了一种简单、高效的复杂配电系统的网络重构算法.该算法将网络重构的优化过程分解成与动态变化的联络刀闸相对应的重构子问题.依次闭合每个联络开关,就可以得到具有不同网络拓扑结构的单环网,并分别对馈线内单环网和馈线间单环网提出了网络重构方法.通过一个实际的电力系统算例证实了本算法的有效性.     

多电压级配电网络重构的实用算法

提出了多电压级配电网络重构的实用算法。通过把全国网络参数用标幺值表示,变压器用Ⅱ型等值电路,把接地支路看做负荷处理后,使得多电压级的网络在形式上与单一是压网络相似。在网络重构中考虑了电容补偿的投切和变比的选择。在具体求解方法上,把一个多环网的复杂网络重构问题分解为各个单环网的重构问题,通过递归算法协调,即在重构单环网的顺序选择上,使刚刚重构过的单环网也参加了选择,这就排除了各个单环网的开合顺序,保证整个网络重构的优化解。在单环网的重构中按电流经济分布时,将流过电流绝对值最小的且没有支路电流过载的开关作为断开开关。     

面向馈线的中压配电网拓扑分析

鉴于中压配电网线路和设备众多,但不同线路上的设备之间的联系很少,故将中压配电线路连同相关的设备定义为馈线;从而分段开关将馈线分成若干馈线段,馈线通过变电站出线开关连接到变电站母线上,馈线之间通过联络开关连接,构成供电环网。面向馈线的网络拓扑分析算法为:首先进行馈线拓扑分析,然后通过联络开关进行连接线分析,最后通过变电站出线开关状态分析完成整个中压配电网络的拓扑分析。所提出的方法通过对对配电网络进行分割,缩小了搜索的范围,从而提高了络拓扑分析的速度。     

配电网故障判断与负荷均衡化

提出一种配电网简化模型 :将馈线开关当做节点 ,将馈线当做弧 ,从负荷的角度描述配电网 ,并采用邻接表的数据结构加以描述。在此基础上发展了配电网故障区域判断方法 ,讨论了以最少的开关操作隔离故障区域的方法。提出一种以联络开关为核心的用于负荷均衡化的配电网络重构方法 ,将每个联络开关对应的两条馈线看做馈线偶 ,分别定义了馈线偶和配电网的负荷均衡率 ,并以此作为网络重构的评价函数 ,配电网络重构过程由若干馈线偶内负荷均衡化过程组成 ,这种方法具有迭代次数少和不需要量测馈线配电变压器参数等优点。文中给出了典型实例     

基于时间周期的配电网络动态重构

提出一种基于时间周期的配电网络动态重构算法,该算法以改进的均衡视在精确矩法为基础,以一段时间内的收益最大为目标,开关操作总次数约束在目标函数中得到体现。在应用配电网络重构的均衡视在精确矩法时考虑了其物理含义,合理地引入了启发式规则,在闭合联络开关模拟形成单环网后寻找需要打开的网环开关时,有效地降低了搜索空间和计算量,加快了重构的过程。33母线和69母线测试系统的计算实例表明了所提算法的正确性和有效性。     

配电网络重构的快速支路交换算法

提出了一种配电网重构的快速支路交换算法.该方法中用近似网损替代精确网损,对每个联络开关依次进行对应环网的重构优化,根据最佳转移负荷的符号和大小确定环网的最大降损开关交换,避免了使用启发式规则,且在重构过程中无需进行潮流计算,从而显著提高了网络重构的计算速度.算例结果验证了该方法的正确性和快速性.     

基于开关指标的一种配电网络重构算法

针对配电网络优化重构与恢复重构问题,采用设定3个开关指标的方法,支路电压降落和线路常量全部使用电气约束.通过闭合所有的联络开关得到的环网替代原来的辐射状拓扑结构,把每一个环中最大开关指标所对应的开关作为网络重构新的联络开关打开.这种算法能够降低可行状态的数目,再把新的联络开关中开关指标最小的用于恢复重构.算例证明了该方法的可行性和有效性.与其他算法相比,这种算法计算速度更快,而且能够同时解决配电网络优化重构与恢复重构问题.     

基于单片机控制的10kV联络柜馈线指示技术

环网运行的电缆配电网络利用联络柜实现不同馈线之间的互联。基于单片机基础研究了10 kV联络柜馈线指示技术,分别提取10 kV联络柜自身及其所属配电房进线柜的开关开合状态、电缆带电状态作为输入量,经单片机处理后,分别输出联络柜母线和电缆的带电状态以及所属馈线。研制出了相应的指示器产品,经现场应用表明,该馈线指示技术具有可行性,有效降低了现场作业人员的误操作风险。     

配电网故障区间判断的通用矩阵算法

根据配电网的各种故障情况提出了一种分区分层判断故障的通用矩阵算法。首先采用分区的思想以常开型联络开关为界将配电网络分成许多小区,根据故障信息粗略判断出发生故障的小区。充分利用配电网的结构特点,在馈线终端单元（FTU）装置中设置三种工作模式。针对发生故障的小区形成网络描述矩阵,根据不同工作模式下的故障信息对网络描述矩阵进行修正形成故障判断矩阵,根据故障判断矩阵中的元素特征就可判断故障发生区间。此算法能够解决像馈线末端故障、环网故障、多电源环网多重故障这些在其它算法中不能全部解决的问题,而且计算量小。     

配电网故障区间判断的通用矩阵算法

根据配电网的各种故障情况提出了一种分区分层判断故障的通用矩阵算法.首先采用分区的思想以常开型联络开关为界将配电网络分成许多小区,根据故障信息粗略判断出发生故障的小区.充分利用配电网的结构特点,在馈线终端单元(FTU)装置中设置三种工作模式.针对发生故障的小区形成网络描述矩阵,根据不同工作模式下的故障信息对网络描述矩阵进行修正形成故障判断矩阵,根据故障判断矩阵中的元素特征就可判断故障发生区间.此算法能够解决像馈线末端故障、环网故障、多电源环网多重故障这些在其它算法中不能全部解决的问题,而且计算量小.     

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。     

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。     

LOSS REDUCTION IN DISTRIBUTION NETWORKS USING NEW NETWORK RECONFIGURATION ALGORITHM

ABSTRACT

Network reconfiguration is an operation task, and consists in the determination of the switching operations such to reach the minimum loss conditions of the distribution networks. In this paper, a general formulation of the network reconfiguration for loss minimization is given for the optimization of distribution loss reduction and a solution approach is presented. The solution employs a search over different radial configurations, created by considering branch exchange type switches. The solution algorithm for loss minimization has been developed based on the two stage solution methodology. The first stage of this solution algorithm finds a loop which gives the maximum loss reduction in the network. For this purpose a simple-to-use formula, called loop loss reduction formula, has been developed. To find a branch exchange, which results in the maximum loss reduction in the loop, the second stage applies a proposed technique called distance-center technique. Therefore, the solution algorithm of the proposed method can identify the most effective branch exchange operations for loss reduction, with a minimum computational efforts. The solution algorithm of the proposed method has been tested, with very promising results, on a 69-bus radial distribution system. Test results prove that, via proposed network reconfiguration for loss minimization, real power loss is reduced significantly, and that the voltage profile of the network is considerably improved. As compared to the established methods the proposed method eliminates the need to run numerous load flows.     

考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构

随着分布式电源和电动汽车等灵活性电力资源大量接入配电网,对系统安全可靠性提出了更高要求。提出一种考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构方法,以提高系统可靠性和经济性。在考虑电压偏差的基础上,以故障停电损失成本作为衡量电网可靠性的经济性指标,对网络拓扑结构进行重新构建。首先以线路的开关状态、电动汽车充、放电状态及功率为决策变量,建立以综合成本最小为目标的配电网络重构模型;然后针对配电网络重构模型,采用共生生物搜索算法进行模型求解;最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

一种实用的配电网络重构算法研究

配电网重构是配电系统优化运行的主要措施之一,也是配电管理系统(DMS)中的一项主要功能。针对不同配电网的实际水平,提出一种新的、实用的重构算法。该算法结合了改进支路交换算法和递归虚拟流理论的思想,同时还考虑了配网重构的实际操作中各种约束因素,如配网自动化水平、最大开关操作次数等。由此算法开发的配网重构分析程序采用面向对象的编程技术编写,通过对典型的几个算例进行分析,验证了该算法的有效实用性,可以用于实际配电网重构。     

最小化运行费用的时变重构全局优化算法

该文提出了一种以运行费用最小为目标的时变重构全局优化算法。将时变重构问题分解为多个静态重构子问题，使用核心模式遗传最短路算法(CSGSA)分别求解每个子问题，得出候选放射状网络结构，并使用动态规划，根据各子问题的结果求解全局最优的时变重构策略。算法还对开关操作次数约束进行了处理，使之不影响动态规划的全局最优性。所提算法是配电网络实时调度，规划和离线分析的有效工具。     

基于线性近似模型的三相不平衡有源配电网重构

针对配电网中分布式电源和负荷具有波动性、时变性,并普遍以三相不平衡方式运行,提出一种有源配电网重构方法。首先,对一天的风力光伏发电和负荷功率进行日前短期预测建模,制定以一天为开关动作周期的日重构决策,降低对配电网运行的冲击。在此基础上,建立以配电网运行日损耗最低和电压偏差最小为总目标的三相不平衡有源配电网多时段重构数学模型,并基于最佳等距分段线性逼近法对原非凸模型进行精度可控的线性近似。最后,通过标准化配电测试系统验证了重构模型的有效性和精确性。     

应用进化规划变异算子的配电网重构算法

针对进化规划算法普遍存在的进化过程缓慢和进化后期难以平稳收敛等问题,考虑到配电网重构功率损耗最小和负荷均衡2个目标,提出一种新的进化规划变异算子。为保证变异产生的新个体积极地向最优个体靠拢,一方面使变异算子的拓扑调整次数与进化代数成反比,另一方面在拓扑调整过程中增加待合开关选择算子和待分开关选择算子。同时,为提高整个配电网重构算法的计算速度,研究了功率损耗、二次负荷矩、待合开关选择算子和待分开关选择算子的简化计算方法。所提方法的可行性在河南省商丘供电局的10 kV配电网运行优化与辅助决策系统上得到了验证。     

配电系统联络开关的优化配置

将联络开关优化配置的目标设为以提高系统可靠性原则为前提 ,寻求使网络重构得到的系统网损最小的配置方案。提出了两个启发式准则 ,即根据联络开关的分类和待联接联络开关的端点的电压差来指导联络开关的优化配置 ,并采用一种新的高效并行的可处理大规模三相不平衡配电系统的网络重构算法来保证获得网络重构的优化结果。算例表明该启发式算法对三相平衡和不平衡系统都是快捷和有效的     

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.