配电网电气连通性分析的快速算法研究

配电网络电气连通性分析是配电自动化系统的基础,现有的连通性分析算法或者速度慢,或者算法的重用性差.当开关状态变化以及网络规模扩大时,都会对算法的有效性和实时性产生影响.针对这一问题,文章结合图论理论和配电网的特点,提出了一种基于索引表和相邻点表的连通性分析算法,算法通过构造支路状态矩阵来反映开关运行状态的变化,运用索引表和相邻点表来描述图的结构,压缩了数据的存储空间;并采用连通片生长法进行连通性搜索,有效地降低了算法的耗时.验算结果表明,该算法具有内存开销少,计算速度快等优点.同时,该算法可推广应用于其它与图的连通性检查有关的问题中.     

基于图论的配电网孤岛连通性判别

当配电网主干线发生故障,需要将配网与大电网断开,然后对配电网进行网络重构。要使得重构后的配电网能够稳定运行,需要对重构后的孤岛系统进行连通性判别。传统的判别方法仅考虑了传统的备用电源,并没有考虑大量的分布式电源。大量分布式电源(DG)接入配电网后,若配电网重构,使得配电网的网络结构更加复杂。采用改进的广度优先搜索算法对配网的连通块进行电气连通性判别,并采用含分布式电源的19节点系统进行算例分析。结果表明,考虑DG接入的电气连通性判断算法不但能搜索出含DG的配电网的多个连通块,还能准确判别各个连通块的电气连通性。     

基于负荷变化的配电网重构研究

研究了配电网的动态重构方法.把动态重构问题分解为重构次数和时间间隔的确定,使动态重构算法更具有实用性.提出了时间间隔确定的启发式规则,并建立相应的指标来指导时间间隔的合并.采用启发式算法对各时段进行静态重构,不需计算网络潮流,大大缩短了重构的时间.实际算例表明该算法运算速度快,能够有效降低网损,可以用于开关操作表的制定和配电自动化的日运行调度分析.     

含柔性多状态开关的配电网分区方法

柔性多状态开关是一种新型智能配电装置。结合柔性多状态开关的功能特点,提出了含柔性多状态开关的配电网分区条件。以多层图分割理论框架为基础,提出了由粗化、分区和还原阶段构成的分区方法。在粗化过程中,提出了基于最短电气距离的粗化方法,使用贪婪图生长算法完成初始分区,并在还原阶段提出了基于路径搜索的还原方法。分区方法不仅能够优化配电网的运行指标,还能够提高配电网的可控性和灵活性。通过IEEE 118节点配电网算例对所述分区方法进行了说明和验证,并结合柔性多状态开关的调控对分区效果进行了进一步分析。结果表明,该方法能够改善配电网的日均馈线负载均衡度,并能够和柔性多状态开关的调控相配合,进一步改善配电网每一时刻的馈线负载均衡度和电压分布。     

基于Forney式因子图的主动配电网状态估计

实时准确的运行数据是实现主动配电网在线运行分析与智能化控制管理的基础。为了解决配电网实时量测不足带来的估计结果不理想的问题,依据通信领域的置信传播(BP)算法,提出一种基于Forney式因子图的主动配电网状态估计方法。考虑到具体用户量测的稀缺性及分布式电源运行时受气候影响的随机性,该方法首先通过历史负荷曲线获得先验分布,为配电网建立了统计学的计及光照辐射度及风速的Forney式因子图模型,然后利用BP算法全局推理变量节点及因子节点双向传递的本地置信度和状态信息,来获得各状态变量的边缘分布。通过对某地区11节点配电网系统和IEEE 33节点配电网系统进行仿真,表明了所述方法具有良好的实时性且在配电网实时量测不足的情况下也有较理想的估计结果。     

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.     

一种能适应弱环网的改进配电网支路电流状态估计算法

随着配电网自动化的发展,配电管理系统的研究已经成为热点问题,而配电网状态估计无疑是其非常重要的一环。研究如何使这些状态估计算法能够应用于环网配电网中具有重要的实际意义。通过环网节点分裂,将环网配电网等效成为辐射状配电网;基于潮流计算给分裂节点添加负荷伪量测,从而满足进行配电网状态估计的可观性要求。基于这些处理,环网配电网的状态估计等效成为辐射状配电网状态估计。算例表明了该方法的合理性和有效性。该方法只需在原算法程序上稍作改动即可实现,具有良好的实际应用价值。     

基于拓扑分层的配电网电气接线图自动生成算法

配电网电气接线图的自动生成是一个复杂的优化问题,其本质是在一个平面合理确定配电网拓扑中各设备间的相对坐标位置。文中提出一种基于拓扑分层的成图算法,该算法首先在原拓扑模型基础上构建3层不同程度简化的分层成图拓扑模型,在此基础上对应地将自动成图问题分解为初步布局、骨架布线和完整绘图这3个步骤求解。采用基于引力—斥力模型的布局算法完成初步布局,通过设备分类和比较电站出线的倾角大小实现电站成图,采用基于区分布线优先顺序的算法完成主干线的无重叠交叉布线,最终生成与原拓扑结构完全对应的配电网电气接线图。针对某市配电网的实例成图表明了所提算法的有效性。     

基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法

针对配电网中量测布局不均、精度不足等问题,提出了一种基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法。该方法可提高配电网状态量时空分辨率,且具有拓扑泛化能力,可适应配电网重构拓扑工况,以最小化量测采集实现配电网高精度状态感知。所提方法通过注意力机制学习节点电气状态量之间的关联关系,将潮流约束加入模型训练中并设计了模型训练所需的最小拓扑集,避免对训练样本数据的过拟合,提高生成模型泛化能力。最后,通过IEEE 33节点和IEEE 123节点标准配电网算例验证了所提方法的有效性。     

基于两阶段优化算法的配电网状态估计

状态估计是当前配电网中的研究重点,为了获得更加理想的配电网状态估计结果,提出一种基于两阶段优化算法的配电网状态估计方法。首先建立配电网状态估计目标优化函数,并采用遗传算法对其求解,得到配电网状态初始估计结果;然后采用粒子群算法对配电网状态初始估计结果进行优化;最后采用配电网状态估计仿真实验测试其有效性和优越性。结果表明,该算法加快了配电网状态估计的求解速度,获得了较高的配电网状态估计准确度,且配电网状态估计性能要优于其他配电网状态估计方法。     

邻接矩阵染色法及其在电力系统网络拓扑分析中的应用

电力系统的网络拓扑结构可以看作一个无向图,图的存储方式有两种,即邻接链表和邻接矩阵。提出了一种基于邻接矩阵的判断图的连通性的实用方法——邻接矩阵染色法,并将该算法应用到电力系统中进行网络拓扑分析,算例证明该方法计算过程直观、快速、有效。     

一种基于图论剪枝算法的多分支配电网行波故障定位算法*

配电网由于其结构上多为树形辐射状结构,若直接采用传统的输电线路故障定位方法则会造成定位的不准确。因此,基于图论剪枝算法提出一种适用于配电网的行波故障定位新方法。该方法将配电网拓扑结构等效成图论模型,构建配电网距离矩阵和关联矩阵,采用剪枝算法剪掉无效的行波波头信息,利用配电网末端检测到的故障初始行波到达时间信息实现配电网故障的实时精确定位。文章最后采用PSCAD和MATLAB软件进行联合仿真。仿真结果表明利用该方法实现的配电网故障定位结果精确可靠。     

基于图论与人工智能搜索技术的电网拓扑跟踪方法

提出一种将图论与人工智能搜索技术相结合的快速电网拓扑跟踪方法.该方法采用结点-开关关联矩阵表示站内拓扑,通过推导结点-开关关联矩阵得到表示结点间连通情况的结点邻接矩阵,并构建结点树以表示电网中电气结点的哪连通情况.在实时持续运行环境下、电网发生开关开合事件时,该方法通过修改结点的邻接矩阵来快速跟踪站内拓扑的变化,将站内结点重新分组并映射为电网的结点,然后采用启发式搜索算法对原搜索树进行局部更新,从而实现对发生变化的局部电网拓扑的快速跟踪.对某实际电网进行的测试结果表明,该方法具有良好的通用性和实时性,可满足系统对电网实时拓扑分析的要求.     

基于图论的复杂配电网可靠性评估方法

基于图论提出了将网络分层和网络等值法相结合的复杂配电网可靠性评估方法。该方法对复杂配电网进行分层处理,从最末层向上逐层等值,将复杂的配电网络等值成简单的辐射型网络,利用故障模式后果分析法计算系统可靠性指标。具体实现时,把配电网络看作有向图,用图的邻接矩阵实现网络拓扑,用图的插入和删除操作修改邻接矩阵,达到即时修改网络拓扑和计算可靠性指标的目的。算例结果昆明电网可靠性评估中的应用情况证明了该方法的有效性。     

有源智能配网FMEA表及可靠性标准化评估方法

智能环网柜等配网自动化技术及可再生能源的发展,在提高了配电网智能化的同时也增加了可靠性分析的复杂度。采用故障模式后果分析法(failure mode and effect analysis,FMEA)可提前预判有源智能配网故障隔离及负荷转供多样性带来的影响。针对FMEA法人工生成工作量大,缺乏系统整体评估等问题,提出了基于负荷划分的FMEA表及有源智能配网可靠性评估的标准化方法。该方法兼顾有源智能配网中智能化及多DG供电特性,基于图论技术中的广度优先搜索和连通性判别方法,以故障后有源智能配网内负荷划分识别矩阵为关键表征量,建立了FMEA表二维矩阵的线性化表达。同时,结合负荷划分识别矩阵及FMEA表,构建了有源智能配网可靠性系统评估指标的标准化模型。算例仿真表明,本文所提标准化方法简明,对复杂有源智能配网具通用性,与蒙特卡洛分析方法对比,验证了所提方法的有效性。     

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...     

一种复杂配电网快速故障定位的算法

目前馈线故障定位算法不能满足配电网运行方式多样化和馈线保护快速性的要求,文章提出了能自动适应实时运行方式的配电网馈线描述方法,首先形成对整个网络结构的连通性描述,然后对网络描述进行分解,形成多条馈线的描述;并在此基础上提出了故障区段定位的快速算法。该算法也适用于多电源供电、多线路同时故障等复杂配电网情况。为实现馈线全线速动保护提供了理论基础。     

基于配电监控终端的配网故障区域判断和隔离

为充分发挥日益完善的馈线自动化硬件系统的功能来达到迅速判断隔离配网故障区域的目的 ,算法采用变结构耗散网络配网模型 ,将配电网的开关看作图的顶点 ,将其馈线看作图的弧 ,并将流过开关的电流当作顶点的负荷 ,将馈线供出的负荷 (即接于该馈线的配电变压器供出的负荷 )当作弧的负荷 ,通过合理配置配电监控终端快速构成配网归一化负荷矩阵 ,从而进行过热弧搜索以有效地解决配电网络故障区段的判断和隔离问题。实践结果表明使用本算法能快速有效地达到目的。同时给出了算法中关键模块的程序框图 ,对算法中的稀疏矩阵数据结构也进行了详细描述     

面向配电自动化的配电网数据结构

从负荷的角度讨论了对复杂配电网进行简化建模的数据结构,指出采用邻接矩阵描述配电网络的不足,提出采用等长邻接表优化配电网络的数据结构的方法。并以三分割三连续配电网络为例,论述采用等长邻接表的数据结构进行故障后优化恢复供电和负荷均衡化的过程。