基于电流矩方法的配电网动态重构研究

针对辐射网络电能量的计算与分析问题,依据积分中值定理提出了电流矩中值的概念,形成了电流矩中值潮流模型,证明了电流矩中值形式的电能量损失定理。该定理将电能量的时间过程积分问题转化为电流矩中值问题,为简化网络能量损失的计算与优化问题奠定了基础。作为应用,进一步提出了辐射型配电网动态重构的电流矩中值方法。方法将面向时间过程的动态重构问题转化为面向电流矩中值的静态重构问题,大幅度简化了计算过程,数值仿真的结果验证了方法的有效性。     

辐射型配电网重构的二次电流矩法

根据辐射型配电网开环运行的结构特点,定义了关于节点的逆流路径、阻抗距离和等效二次电流等概念,形成二次电流矩模型,提出和证明了二次电流矩定理。定理表明:辐射型配电网任何逆流路径的二次电流矩等于该路径的功率损失。二次电流矩杠杆平衡角度的分析结论是:辐射型配电网运行的优化程度取决于二次电流矩杠杆的均衡程度。由此形成了辐射型配电网重构二次电流矩的杠杆模型,并且以这个模型为基础形成了一种辐射型配电网重构的方法。方法的物理概念清楚、计算过程简捷可靠,具有实用价值。     

辐射型配电网重构的启发式算法

研究了配电网的重构方法。根据配电网的特点,在配电网二次电流矩模型的基础上,利用从二次电流矩平衡角度分析得出的结论,通过理论分析,得出一种新的配电网重构方法。方法表明：在配电网重构中,环网无功功率分点两侧电流最小的支路即为需要断开的支路。该方法不需考虑网络拓扑的约束,不受网络初始结构的影响,确定一个断开开关只需计算一次潮流,因而能有效提高求解速度。与二次电流矩方法相比,本文所提方法计算过程更加简捷、计算量更小。典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

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.     

辐射型配电网重构的功率矩法

研究了配电网的重构方法.根据配电网"闭环设计,开环运行"的特点,提出了阻抗距离、广义负荷、功率矩的概念,建立了配电网的功率矩模型.通过理论分析,得出了配电网功率矩均衡与优化的关系,即配电网运行的优化程度取决于功率矩的均衡程度,进而提出了基于功率矩均衡的配电网重构方法.该方法不需进行费时的潮流计算,不受网络初始结构的影响,充分利用了配电网的特点.只需根据网络和负荷参数经过少量简单计算即可得到重构结果,具有实用的潜力.典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性.     

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.     

基于动态规划算法的故障恢复重构

提出了一种基于动态规划算法的电网恢复重构方案,将配电网的故障恢复重构过程转化为一个多阶段决策过程并设计了动态规划算法进行求解。该方案以恢复最大容量的非故障失电负荷为目标,通过把非故障失电区的多个负荷节点分割为不同的恢复区,并根据每个分区中不同节点的恢复供电顺序生成计算序列组。以此将非故障失电负荷节点的恢复供电过程构建成适用于动态规划方法求解的重构计算模型。重构算法利用对分区方案的选择来降低整体计算复杂度,并采用有效节点串的提取来减少算法组合数和提高计算效率。文中还应用提出的算法对33节点和69节点的测试系统进行了恢复重构计算,给出了算例比较分析,验证了该方案的有效性。     

辐射型配电网重构的功率矩法

研究了配电网的重构方法。根据配电网“闭环设计,开环运行”的特点,提出了阻抗距离、广义负荷、功率矩的概念,建立了配电网的功率矩模型。通过理论分析,得出了配电网功率矩均衡与优化的关系,即配电网运行的优化程度取决于功率矩的均衡程度,进而提出了基于功率矩均衡的配电网重构方法。该方法不需进行费时的潮流计算,不受网络初始结构的影响,充分利用了配电网的特点。只需根据网络和负荷参数经过少量简单计算即可得到重构结果,具有实用的潜力。典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性。     

采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构

为更好地处理配电网动态重构中重构时刻、开关操作费用、降损效果之间的平衡问题,提出了采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构方法。首先利用功率矩法进行重构时段动态划分,该划分方法可控制最大重构次数;然后利用免疫算法进行分层优化,第1层优化用以网损最小为目标,采用传统静态重构优化方法确定各时段内不考虑开关动作次数限制及操作费用的开关动作方案,并将该开关动作方案作为第2层优化的搜索空间,且第2层优化中加入了开关动作次数限制及操作费用约束,根据方案运行费用最低原则确定最优重构方案。算例结果验证了该方法的有效性。