基于预测的智能配电网负荷转供策略生成方法

提出了一种基于预测的智能配电网负荷转供策略生成方法,该方案从配电监控系统获取系统运行的断面数据,根据系统的一次模型信息及设备运行状态,通过拓扑服务计算得出系统运行的拓扑结构,为负荷转供提供依据;从预测系统获取系统预测结果,把系统运行的拓扑结构、预测结果输入负荷转供专家系统,根据转供的权重配置,计算生成转供策略;转供策略存入数据库或进行界面展示,为运行人员提供决策依据。     

以提高供电可靠性为目标的主动配电网负荷转供优化方法

分布式电源(distribution generation,DG)在配电网的大量接入,形成主动配电网(active distribution network,ADN),对配电网的规划调度运行产生了深远影响,特别是给配电网应急恢复带来新的问题。针对这个问题,提出一种面向主动配电网的故障状态下的负荷转供模型,有利于提高供电可靠性和经济性。首先,根据可控能力对DG进行分类,并提出利用可控DG发电来恢复对越限负荷供电的策略;其次,提出负荷转供优化模型,综合考虑了DG发电和配网重构来降低供电企业综合负荷转供成本;再次,提出一种基于图论的重构配网放射性快速判断方法,能够为遗传算法快速产生可行解并排除不可行解的干扰;最后,仿真算例结果显示,提出的模型和方法在计算速度、迭代次数上优于现有研究方法,且可增加DG的额外发电和降低网损。     

基于深度强化学习的配电网负荷转供控制方法

随着城市规模的快速扩张以及电能替代的不断推进,配电网节点数大量增加,结构愈加复杂,发生故障后拓扑变化不确定性较大,传统负荷转供方法难以在短时间内给出高质量的解决方案。为此,提出基于深度强化学习的配电网负荷转供控制方法。将负荷转供过程视为一个马尔可夫决策过程,与配电网实时电气、拓扑数据进行交互,对联络开关与分段开关进行控制。为了提高算法的精度与泛化能力,针对算法动作策略加入了预模拟机制,调整了动作与学习的比例并采用自适应优化算法进行求解。算例分析表明,所提方法能够应对不同故障下配电网的拓扑变化,即时给出负荷恢复量、电网损耗、开关动作次数多方面最优的转供控制方案,这对于减小故障后的停电损失与提高用户满意度有着重要意义。     

主变压器低压侧母线失电事故预案快速生成

为降低失电事故损失,研究了主变压器低压侧母线失电事故预案快速生成方法。在获取配电网拓扑结构、设备技术参数与运行数据的基础上,采用基于变量代换的配电网潮流算法获得配电网所有节点的有功功率,将馈线作为一个整体,构建以最低停电损失为优化目标的负荷转供优化模型;采用改进的非支配遗传算法求解模型最优解,确定负荷转供最优路径;依据负荷重要度确定联络开关操作顺序,最终得到主变压器低压侧母线失电事故预案。试验结果表明：生成的主变压器低压侧母线失电事故预案仅切除了部分第三类负荷,预案生成时间短,失电损失低。     

以负荷点为中心的配电系统可靠性评估算法

提出了一种以负荷点可靠性评估为核心的基于最小路法和故障扩散法相结合的复杂配电系统可靠性评估算法.该算法既能快速求取指定负荷点的可靠性指标,又能得出系统可靠性指标.分析了以负荷单元为参照的单元分类方法.通过最小路以及基于最小路的子系统划分,实现了负荷点可靠性指标的计算和系统可靠性指标的估计.论文还根据工程实际提出了一种处理转供容量约束的新方法,既能有效计及转供及其容量约束对可靠性指标的影响,又避免了潮流计算及其计算条件设置问题,提高了可靠性评估速度.同时介绍了容量越限后的切负荷策略判别方法,并通过实例验证了所提算法的有效性.提出的算法已编成应用软件,并在深圳供电局委托开展的项目<深圳10kV配电系统可靠性研究>中使用,取得了良好的效果.     

用于降低网损的配电网络优化重构方法的研究

配电网络优化重构是降低配电网络线损的有效措施,综述了配电网络优化重构中常见的算法及问题.为了提高重构优化速度,提出了利用混合潮流算法快速计算网损的方法.提出了基于度的拓扑方法来判定在遗传算法优化过程中造成的不可行解,并列出了对不可行解的判断准则.本拓扑方法同样可以为前推回代法提供拓扑分析.为缩小搜索空间,对遗传算法采取了在基因操作过程中如产生不可行解采用返回重新操作的改进,使算法运算过程中不产生不可行解.同时为避免欺骗现象提出较差个体单独成群策略.实例证明,该算法应用于配电网重构是有效的.     

地区电网负荷转供辅助决策系统设计开发

针对配电网特点,设计负荷转供辅助决策系统实现方案,基于转供路径搜索方法和专家系统分析负荷转供路径,从开关动作次数、网损、冲击电流、甩负荷、越限等指标建立经济性指标评估函数和安全性指标评估函数,通过经济安全性指标评估来判断负荷转供方案的可行性和风险性。     

自动成图在配网自动化系统中的研究及应用

在配网自动化日常运维工作中,应对线路改造、负荷转供造成的网架拓扑变化,快速、正确的更新日常调度所需要的图形.介绍了目前上海浦东配网典型环网图结构,提出一种基于GIS图形、利用二次布线算法实现环网图自动成图的方法.该方法可提高网架图形生成的效率,并提高了环网图拓扑的正确性、布局的规范性.     

基于改进层次-权法的含PVES配电网负荷转供优化模型研究

随着大量分布式光-储系统（photovoltaic and energy storage,PVES）并入配电网,加重了配电网运行的复杂程度。特别在电网故障恢复以及负荷转供过程中给电网安全、稳定运行带来不可预测的问题。提出一种基于改进层次-熵权法的含PVES配电网负荷转供优化模型,有利于提高电能质量和供电可靠性。文中提出利用可调节PVES对恢复供电过程中产生的潮流越限调控;对于超出调控范围的负荷,采用PVES调控为主、负荷削减为辅助措施的调控策略。提出一种基于模糊德尔菲层次分析法和改进的熵权法（fuzzy delphi analytic hierarchy process and improved entropy weight,FDAHP-IEW）判断负荷优属度方法,建立负荷削减优化模型,综合主客观均衡优势。提出一种基于配电网运行呈辐射状特性缩短遗传算法中染色体编码长度的方法,并通过使交叉率和变异率自适应,使算法快速产生可行解。算例仿真结果表明,提出方法和模型在计算效率和迭代次数上优于传统算法,且在PVES的利用率、系统可靠性以及网络损耗等方面性能显著提高。     

基于在线开关状态和DG角色的动态配电网拓扑分析

采用CIM表示法对配电网综合建模,提出一种基于开关类型及状态、DG角色的配电网拓扑岛分解方法。根据配电网设计态结构,静态拓扑分析准备和储存了大量的以双向开关某一端口和DG为功率注入点的拓扑岛子树。动态拓扑分析基于开关状态、DG角色,对各种情况进行逻辑判断,并选择已储存的合适的拓扑岛子树的快速组装形成动态拓扑树,该拓扑结构可直接用于后续潮流计算,满足在线运算的实时性。通过该算法与传统CIM分析的比较,验证了算法的高效性。     

基于改进环网编码法的配电网辐射性判别方法

配电网辐射性约束是配电网优化问题中的一个重要约束,但目前用于判断配电网辐射性的方法都较为复杂,限制了相关问题的求解效率。为解决这一问题,文中从图论的角度出发,对配电网拓扑结构中可能出现的孤岛和环路的特征进行了分析,提出了配电网满足辐射性的充要条件。进一步将其与元启发式算法中常用的环网编码法结合,并对环网编码法进行了改进,提出了环路法与割集法两种可用于检测配电网辐射性以及修正不可行解的方法。将提出的方法应用到配电网重构问题中,并基于IEEE 33节点系统,通过对不同辐射性检验方法的计算结果和计算效率的对比,证明了方法的正确性与高效性。     

考虑传输容量约束的配电网可靠性快速评估

在最短路法的基础上提出一种等值递推的可靠性等值计算方法,该方法按负荷点与馈线根节点之间的距离对其进行分层排序,并根据负荷所在节点的层号逐级计算其可靠性指标。在计算每一层负荷点的可靠性时,同时求出该层及以上所有设备的可靠性等值电路并为后续计算所用。另外提出一种计算形式简单的应用于辐射状电网的定雅可比矩阵牛顿潮流法,用于计算传输容量对配电系统可靠性的影响。基于图上因子分解法对辐射状电网的网络拓扑和因子图的拓扑进行了分析,证明2者是相同的,在此基础上开发了与面向支路的前代、回推法具有相似程序实现形式的牛顿潮流算法。该算法易于编程实现,同时保持了传统牛顿法的快速收敛性的优点。算例结果表明文章提出的可靠性评估算法具有较高效率。     

考虑环网检测的配电网拓扑重构遗传算法

提出了一种基于遗传算法的配电网自动优化重构方法。由于配电网拓扑约束的限制(连通辐射状网络),遗传算法在解决配电网重构问题过程中,可能产生大量不可行解。针对该问题,首先提出了一种快速"环网和孤立节点"检测算法,可检测进化过程中产生的解是否满足配电网拓扑约束的要求;其次,提出了一种基于拓扑搜索的初始种群自动形成算法,该算法除可用于初始种群的形成外,还可用于生成新的解以替代遗传进化过程中产生的不可行解。为了提高遗传算法的收敛性能,提出了一种定向变异的遗传算子,该算子不仅可保证经变异运算后产生的个体满足配电网拓扑约束的要求,而且可保证该个体为本次变异操作可产生的最优解。该算法的提出提高了遗传算法解决重构问题的自动化程度和收敛性能。以IEEE 33节点、PGE 69节点和119节点系统为例对方法进行了测试,验证了该方法的有效性。     

Optimal PMU placement considering topology constraints

A new optimization algorithm for optimal PMU configuration based on combination of graph theory and genetic algorithm is proposed. According to four topology reconstruction rules and three PMU configuration rules based on the graphic relationships between PMUs, constraints of PMU placement are put forward through topology constraint analysis, which dramatically limits the feasible solution space, thereby enhancing the algorithm speed. Meanwhile, an improved genetic algorithm based on serial number coding is presented to avoid infeasible solutions and improve the overall optimization performance. New corresponding crossover and mutation operator is also created. Examples show that the proposed algorithm performs very well and is highly valuable to large-scale networks.     

适用于配电网规划的可靠性指标改进显式估算算法

针对计及可靠性的配电网规划问题,提出一种可靠性指标的改进显式估算算法。以树编辑距离作为馈线拓扑结构间的差异性计量,对待评估区域内的配电馈线按拓扑结构层次聚类。将聚类中心作为区域典型拓扑,以它们取代传统估算方法中的简单辐射状结构,建立可靠性估算模型。模型基于各类拓扑结构的故障隔离能力与负荷转供能力,通过回归分析推导可靠性指标显式计算公式,并分析了不同停电方式与多种可靠性提升设备产生的影响。一个实际城市配电网的算例分析表明,算法在面对多样化网架结构时亦能保证较高的计算精度,且有助于提升配电网规划模型的求解质量与求解稳定性。     

一种配电网故障阶段式恢复方法

为快速确定配电网故障恢复的最优方案,提出了一种将启发式规则与优化算法相结合的故障阶段式恢复方法。各个阶段通过指标判定是否执行,不同故障的恢复阶段不同。第一阶段采用启发式搜索方法恢复网络连通性;第二阶段利用和声算法以电压不越限及线路不过载为目标进行重构;第三阶段基于深度优先搜索法及负荷优先级切负荷;第四阶段利用和声算法进行网损优化重构。为快速分析配电网的拓扑结构,提出单联络回路的概念,不仅可用于快速恢复故障后网络的连通性,而且可为优化算法避免拓扑不可行解编码提供理论基础,有效提高了运算效率。通过仿真验证了所提方法的可行性。     

基于最优流法与Mayeda生成树算法相结合的单阶段配网重构新方法

针对随机类优化算法用于配网重构计算时间长,而启发式算法用于配网重构存在的低精度解等的缺点,提出一种基于最优流法与Mayeda生成树算法相结合的单阶段配网重构新方法。该方法利用最优流法从支路交换的候选集中快速确定用于Mayeda生成树算法中用于支路交换的支路,从而既回避了随机进化选择方法进化慢的缺点,又回避了穷举法生成过多的劣树的缺点,等效于采用优化技术局部剔除了部分比当前树更劣的树,而明显加快其最优树的搜索过程。方法的优点是充分利用了最优流方法的快速性、Mayeda生成树算法的解空间的完备性,进行良好的结合实现了两者的优势互补,而提高其计算效率。算例验证了方法的有效性。方法因其快速性及至少得到次优解的特点而具有工程应用价值。     

基于有效生成初始种群的配电网无功规划优化遗传算法

现有遗传算法用于配电网无功规划优化时,初始种群的产生一般是在人为设定补偿点个数及其补偿组数的条件下进行,这使初始种群包含很大比例的无效解,并导致解空间太大而造成寻优速度缓慢和效率不高。基于一般遗传算法,根据节点优化编号和辐射状配电网特点,提出了一种既有序又随机的方法。该方法可动态确定各节点无功补偿的组数上限及初始补偿组数,可按优化编号由大到小的顺序对补偿点进行无功补偿,且后补偿时的最大补偿组数自动考虑了先前补偿电容器的影响,同时每个补偿点组数的选择是在0和最大补偿组数之间随机产生的。这种方法克服了现有靠经验人工事先设置合理补偿节点总数及各补偿节点组数上限的困难,并使由此生成的初始种群包含尽可能多的可行解。另外,对可能在一个节点补偿多组标准电容器的问题提出了一种辅助的有效实用方法。IEEE33节点系统和多个实际算例的计算结果表明,上述方法用于求解无功规划优化问题可提高计算精度和速度。     

基于隐枚举法的快速分级切负荷优化方法

目前稳控装置广泛采用的穷举法已经很难满足快速、精准切负荷的要求。为了高效地求解切负荷优化问题,为紧急决策争取更多时间,提出了基于隐枚举法的快速分级切负荷优化方法。该方法协调低频和低压切负荷动作轮次,建立切负荷优化模型,通过制定合适的搜索策略和剪枝策略,仅在可行解范围内进行寻优,大大提高了计算最优解的效率。切负荷算例结果表明同等条件下该方法可以节约至少50%以上的计算时间,实现了稳控装置的快速切负荷,保证了紧急情况下电网的安全稳定运行。     

采用分布鲁棒优化方法的最小切负荷量计算

含径流式小水电等不确定新能源的电网规划一般采用随机规划方法建模和求解,但径流式小水电出力概率密度函数一般难以准确获得,而分布鲁棒可以针对性地处理不确定因素的概率分布不确定优化问题,因此采用分布鲁棒优化方法解决含径流式小水电站出力不确定的电网规划中最小切负荷量计算问题。考虑径流式小水电站出力不确定性,构建最小切负荷量计算模型,引用鲁棒思想将模型转化为基于分布鲁棒优化理论的最小切负荷量计算模型,并通过拉格朗日对偶原理进一步转换为一个确定性的半定规划。算例计算了不同径流式小水电容量下系统地最小切负荷量,结果表明最小切负荷量受径流式小水电站出力估计值扰动范围的影响,切负荷量随扰动范围的增大而增加,且不同节点的敏感度也不相同;最小切负荷量与接入系统的径流式小水电容量成正相关趋势。