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。     

地区配电网合环风险分析

提出了基于在线能量管理系统的配电网合环风险分析方法,包含了在线的环路拓扑检验、合环冲击电流和稳态电流计算以及配电网合环风险评估等功能。试验部分进行了实际比对准确性分析,并对某地区电网进行了配电网合环风险分析,试验结果表明了所提方法的有效性。     

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。     

直流系统环路供电方式及环路接地问题研究

对环路供电系统进行了描述,着重分析了环路网络中通过二极管隔离时的电流分配状况,从原理上进行了说明;阐述了环路系统对直流系统安全性的影响以及给直流系统接地查找所带来的困扰。依据不同的系统状况与实施情况提出了三种工程解决方案：(1)采用电气互锁的直流接触器或自动转换开关电器切换供电;(2) 把构成环路的两条馈线穿过同一个互感器供电;(3) 装置采用一主一备的两路隔离电源供电方案。并对这三种方案的优缺点进行了对比分析,提出在实际工程中根据不同的负载和环路情况,采取上述方案的组合来解决环路接地问题。     

直流系统环路供电方式及环路接地问题研究

对环路供电系统进行了描述,着重分析了环路网络中通过二极管隔离时的电流分配状况,从原理上进行了说明;阐述了环路系统对直流系统安全性的影响以及给直流系统接地查找所带来的困扰.依据不同的系统状况与实施情况提出了三种工程解决方案:(1)采用电气互锁的直流接触器或自动转换开关电器切换供电;(2) 把构成环路的两条馈线穿过同一个互感器供电;(3) 装置采用一主一备的两路隔离电源供电方案.并对这三种方案的优缺点进行了对比分析,提出在实际工程中根据不同的负载和环路情况,采取上述方案的组合来解决环路接地问题.     

含同母线环路的配电网单相接地故障特征及选线

现有小电流接地故障选线方法均以辐射状线路为基础,特定情况时将出现同母线环路供电情况,接地故障特征将发生变化,已有选线方法需要重新审视。文中建立了含环路配电网单相接地故障复合网络,推导了环路两端出口稳态与暂态零序电流的分布特征,分析了已有选线方法的适应性。结果表明,环路接地时,随线路参数和故障位置不同,环路两端出口电气量并非始终表现为故障线路特征,已有稳态量和暂态量选线方法将可能出现误选与漏选。可通过增加备选线路条数并利用环路中一条出口线路切除前后其余各线路零序导纳的变化辨识故障线路或将环路两端出口零序电流之和参与选线比较的方法解决该问题。仿真与现场数据验证了故障特征的正确性及所提选线措施的有效性。     

基于断线解环思想的配电网辐射状拓扑约束建模方法

配电网采用闭环设计、开环运行的方式,因此在利用数学规划方法解决配电网中的某些优化问题时,需要建立可解析表达的辐射状拓扑约束。该文分析并证明目前使用较多的生成树约束是辐射状拓扑的必要不充分条件,即其无法确保生成的拓扑为辐射状,并给出使其成立的辅助条件。提出基于断线解环思想的辐射状拓扑约束,并证明该组约束是确保辐射状网络的充分必要条件。然后基于该文提出的约束,分别建立配电系统扩建规划和故障恢复问题的混合整数二阶锥优化模型。最后通过配电系统算例测试验证该文提出辐射状约束的有效性,并与常用的生成树约束和单商品流约束进行对比测试,验证该文提出的辐射状约束的优越性。     

基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型

当自然灾害等极端事件发生时,配电网可能受到严重破坏,引起大停电事故并造成重大经济损失。为了有效地减少由极端事件引发停电造成的经济损失,文中提出了基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型,利用多种分布式电源和储能系统快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。基于不同类别电力用户停电损失的间接评估方法,建立了最小化用户停电损失的目标函数,并针对孤岛融合提出了改进辐射状拓扑约束,实现孤岛数目的在线优化。结合多种配电网供电恢复约束,将包含不同类型分布式电源和储能系统的配电网多时间段故障恢复问题建模,并线性化为混合整数线性规划模型。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例和仿真验证了所提模型的有效性。     

基于图计算的配电网最大供电能力评估研究

最大供电能力是配电网发展的重要参考指标,然而配电网拓扑结构复杂多变使得完整描述供电路径存在一定的局限性。图在描述事物复杂连接关系时具有天然的优势,基于此,开展了基于图计算的配电网最大供电能力评估研究。首先,利用图数据结构与配电网拓扑的一致性,建立了配电网图模型,并利用图遍历描述转供关系,打破了配电网拓扑与描述方法间的壁垒。其次,考虑实际配电网运行约束限制,从转移站内负荷和承担站外转移负荷2个角度,构建了基于图计算的配电网最大供电能力评估模型。最后,利用改进人工鱼群算法求解评估模型,并对结果进行负载修正,获得了满足N-1安全校验的配电网最大供电能力。算例表明,所提出的方法可以有效评估配电网最大供电能力,能够适应配电网拓扑的复杂变化,具有一定的实际应用价值。     

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。     

含放射性约束条件的配电网重构研究

研究网络重构是配电网运行及优化的重要功能之一,在各种重构算法中,网络模型通常采用放射性的拓扑结构。为保证重构结构满足拓扑的放射性约束,把放射约束的数学模型纳入到含分布式电源(DG)的网络重构系统中,使以往复杂的方法转化为一个简单而有效的方法。进而把该放射性约束条件运用于基于粒子群优化算法的配电网重构中,克服了粒子群寻优的盲目性,提高运算速度。最后通过IEEE33和IEEE69节点算例表明,放射性条件的约束和DG的引入能够更进一步实现整个网络重构方案的优化。     

蜂巢状有源配电网拓扑及其可靠性评估

为探寻适应分布式电源并网运行的高供电可靠性配电网结构,文章提出了一种基于分布式有源微网的蜂巢状有源配电网拓扑。首先,对该拓扑结构及其中的有源微网与智能功率/信息交换基站进行了介绍,并分析了该拓扑的优点与不足。其次,应用马尔可夫链分析蜂巢状微网的状态转移过程,并给出了数学模型,包括状态转移概率矩阵和不同状态下的概率计算方法等。然后,推导了基于最小割集法的蜂巢状微网可靠性指标计算的修正公式。最后,以IEEE-RBTS BUS6 F4测试系统为例,对其“改造”成蜂巢状微网前后的供电可靠性进行了仿真比较,结果表明“改造”后的蜂巢状微网具有更高的供电可靠性,进而得出了蜂巢状有源配电网的供电可靠性明显优于普通配电网的结论。     

考虑合环约束的配电网重构方法

为避免用户停电,配电网合解环操作是电网调度部门通过重构调整运行方式的重要手段。文中建立了考虑合环约束的配电网重构模型,模型以线损最小为目标,同时考虑了正常运行方式和合环运行方式下的节点电压和线路功率限值约束。提出改进的贪婪自适应搜索算法求解所建模型,采用基于戴维南等值定理的配电网合环潮流算法验证合环安全性。该方法可求得配电网重构的具体合环操作步骤,确保重构过程中无新用户停电。两个系统算例的计算结果验证了所述方法的正确性和有效性。     

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。     

一种配电网拓扑结构辨识方法的探讨

针对配电网实时量测有限,并且开关、刀闸设备缺乏实时遥信的情况,提出了一种配电网拓扑结构辨识方法——最优匹配回路功率法。该方法基于最优匹配回路功率,寻找出了若干种有可能的配电网拓扑结构,利用相同的量测值在不同的拓扑结构下分别进行状态估计,选择与量测匹配度最好的拓扑结构作为当前的可信拓扑结构。这样,将网络拓扑辨识问题转换成了以量测匹配度好为目标的网络重构问题。算例表明,该方法可行有效。     

基于最优匹配回路功率的配电网拓扑辨识方法

配电网的拓扑结构在日常检修、异动和扩建过程中经常发生变化,加之配电网中实时量测数据和配置的传感器数量有限,开关缺乏实时遥测,这导致拓扑生成器常常不能有效获得配电网拓扑结构。目前常见的拓扑辨识方法并不能很好的适应配电网以上特点,因此为避免因配电网拓扑结构发生严重错误引起的配电网状态估计失真,提出了一种新的拓扑辨识方法。该方法基于匹配环路功率确定可能的拓扑结构,并根据公共量测值对可能的拓扑结构进行状态估计。依据状态评估结果与量测数值有最高匹配度,从而确定该拓扑结构为可信拓扑结构,即为实际拓结构。本文所提出的方法实现了对拓扑结构的量化评估,简化了拓扑辨识过程,减少了拓扑辨识过程的计算量,并通过相关案例验证了该方法的有效性和实用性。     

树结构在配电网潮流分析及重构中的应用

配电网的接线普遍是“环形结构，开环运行”，常规的配电网潮流计算虽然利用了网络树状结构的特点，却没有采用树结构进行数据存储，使得运算中在确定排列支路步骤上花费较多时间，并占据了较多的存储空间。提出利用网络树状结构的特点，将数据结构中的树结构引入配电网的数据存储、潮流前推回代法和基于遗传算法的重构优化计算中。算例证明了所提方法的有效性。     

基于PSCAD/EMTDC的低压合环电流仿真

随着用户对供电可靠性要求不断提高,低压配电网的供电方式成为未来电网供电可靠性及安全性的重要因素;通过设计双公变房低压母联、邻近台区配电变压器间低压母联和配电变压器低压干线联络等供电方式,应用PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,改变低压合环点的上级电源、配电变压器、负荷等设备和运行参数;仿真得到低压合环电流的曲线和数据,分析合环电流大小的影响因素,合环两侧电压相角差对合环电流的影响很大;在合环冲击电流未超过线路保护装置整定的速断保护启动电流,合环稳态电流未超过线路的热稳限值,环路上的所有设备不过载前提下可进行低压合环转电操作。     

分时域10kV配电网极限线损计算分析

配电网线损为电力系统经济运行的重要指标之一,体现着配电网的规划设计和运营水平。本文完善10kV配电网极限线损概念,利用均方根电流法基于配电网入口端负荷约束等式和负载端最大负荷约束条件建立配电网极限线损数学模型,利用遗传算法求解目标函数,分析极限线损最大最小值变化区间及趋势,比较最小线损率情况下的各负荷节点最优功率值,从能耗的角度分析配电网规划的合理性及改进方向。研究表明,10kV配电网极限线损的最大最小值计算结果处于合理区间,该拓扑结构下的配电网线损处于该区间内,对供电公司下达综合线损率指标提供了有力的理论支撑。