[0047] 1、以87節(jié)點系統(tǒng)為例，實現含分布式電源的配電網重構，系統(tǒng)結構如圖2所示。算 例-87包含了 5個變電站電源點和10個分布式電源接入點，該系統(tǒng)中分布式電源的總容量 為系統(tǒng)容量的20%左右，其安裝位置一般選擇在負荷較重節(jié)點。87節(jié)點系統(tǒng)網架結構參數 以及某一時段的負荷如表1所示，分布式電源的并網點以及出力上限如表2所示。
[0048] 表1 87節(jié)點配電系統(tǒng)原始數據
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053] 表2 87節(jié)點系統(tǒng)分布式電源的參數
[0054]
[0055] 2、將上述數據導入模型中求解，得到配電網最佳網架結構方案，配電網重構的模 型如下所示：
[0056]本實例以網損（P_)最小為目標函數
[0057]
[0058] 式中焉為系統(tǒng)中所有支路的集合；i為支路編號；ri為支路i的電阻；Ii為流過 支路i的電流。
[0059] (1)網絡輻射狀約束：
[0060] 配電系統(tǒng)可以看作是含N個節(jié)點M條支路的簡單系統(tǒng)圖：
[0061] 1)重構后網絡支路數為N - Nbus(N為系統(tǒng)節(jié)點數，Nbus為變電站電源數）。
[0062] 2)重構后網絡中所有節(jié)點必須與電源點是連通的。
[0063] 基于上述兩個條件，式（2)表示重構后的支路數為系統(tǒng)中所有節(jié)點個數與系統(tǒng)中 變電站個數之差；式（3)表示系統(tǒng)中的每一個節(jié)點都滿足基爾霍夫電流定律，即所有節(jié)點 都與電源點連通。式（2)和（3)構建了配電網輻射狀運行的條件，解析型的約束表達式使 得重構的最優(yōu)解必為可桿解。
[0064] -----I
[0065]式中：Si為支路的開關狀態(tài)變量，0表示開斷，1表示閉合；N為系統(tǒng)的節(jié)點個數；Ns 為系統(tǒng)的變電站節(jié)點個數。
[0066]
[0067] 式中：Mb為系統(tǒng)中所有節(jié)點集合；Mbs為變電站出力節(jié)點的集合；k為節(jié)點的編號； u為變電站節(jié)點的編號；gu為變電站節(jié)點u的總電流；d k為負荷節(jié)點k的負載電流。
[0068] (2)饋線支路熱容約束：
[0069]
[0070] 式中：萬為饋線支路熱容的上限。
[0071] ⑶變電站出力約束：
[0072] 亦由站1+1十r W由貓的形.才幸完-
[0073]
[0074] 式中：冗為變電站節(jié)點U的電流上限。
[0075] (4)饋線支路開斷約束：
[0076] 配電網中的開關狀態(tài)，用0-1兩態(tài)值進行表示。
[0077]
[0078] 式中&為支路的開關狀態(tài)變量，0表示開斷，1表示閉合。
[0079]有以下兩種特殊情況，Si作為常量：
[0080] l)Si=0,如果線路i發(fā)生故障，線路開關斷開，在重構過程中一直保持斷開的狀 態(tài)，將故障線路與非故障的區(qū)域隔離。
[0081] 2)Si=1，如果線路i上無可重構開關，相當于此條線路上的開關一直處于閉合狀 〇
[0082] 所以，可針對故障的配電網設置Sjt為常量，進行故障重構，達到快速隔離故障和 恢復供電的目的。
[0083] (5)聯絡點約束：
[0084] 聯絡點即為負荷中轉節(jié)點，該點既沒有出力也沒有負荷，只是用于將多個負荷節(jié) 點相連，因此聯絡點不是末端節(jié)點，也就意味著聯絡節(jié)點的出線度要大于或者等于2。為了 讓配電網輻射狀約束適應含聯絡點的網絡，本發(fā)明對聯絡節(jié)點做兩種策略處理：
[0085] 1)當負荷點?？梢栽诼摻j點上接入很小的負荷，以保證網絡中全部節(jié)點都是帶負 荷節(jié)點進行重構，這樣在不加入任何新約束下可以保證重構后為樹狀結構，但不能保證其 不是末端節(jié)點。
[0086] 2)加雙接入線約束。一般而言，聯絡點都不應該成為孤點，但是要確定有多少根線 和這個點相連。如第k節(jié)點是個聯絡點，那么設聯絡點的狀態(tài)控制變量yk= 1，并保證該聯 絡節(jié)點有功率流進流出，如式（7)所示。
[0089] 式中，Mbp為系統(tǒng)聯絡點集合。
[0090] (6)分布式電源與變電站聯合供電約束
[0091]對于分布式電源，如風電、太陽能等都不夠穩(wěn)定，難以獨立供電，需要并網，以大網 作為依托。在實際配電網運行時，分布式電源和某個變電站一起對一個負荷區(qū)域聯合供電。 由于分布式電源的并網，則在原有約束條件下的重構可能會形成以分布式電源單獨供給部 分負荷節(jié)點的孤島運行方式，僅靠式（3)節(jié)點電流平衡約束并不能滿足輻射運行條件的要 求，即不能保證網內沒有環(huán)網和孤島，需要加入新的輻射約束條件，添加該條件思路如下： [0092]要保證分布式電源與變電站聯合供電，即要求含分布式電源的節(jié)點都與變電站節(jié) 點連通。首先在式（3)的基礎上疊加一個與原網絡結構相同的虛擬網絡，并在每個分布式 電源處加上虛擬負荷W k，假設該虛擬負荷是由變電站供給，變電站的虛擬出力Gu。虛擬網絡 中傳輸的電流為I。最后構建如式（8)所示虛擬網絡電流平衡約束，保證每個分布式電源 點都會與變電站相連，雖然這一約束增加了變量的規(guī)模，但這些變量都是連續(xù)變量。
[0096] 式中：Mdg為分布式電源的節(jié)點集合；Ki為流過支路i的虛擬電流；Gu為變電站節(jié) 點的虛擬出力；Wk為分布式電源節(jié)點的虛擬負荷，當W k= 1，則認為k節(jié)點為分布式電源接 入點，反之若Wk= 0,則k節(jié)點不是分布式電源接入點；Ndg為系統(tǒng)中分布式電源個數。
[0097] 3、由于該系統(tǒng)中含有5個與高壓輸電網連接的變電站，則重構后該系統(tǒng)形成了 5 個輻射狀網絡，每個輻射狀網絡中都包含一個變電站電源點。由重構的結果可知，分布式電 源所有機組均處于滿發(fā)狀態(tài)，符合在保證系統(tǒng)可靠運行前提下，盡可能的接納分布式電源 輸出電能的要求。由于分布式電源約束的存在，重構后并沒有形成以分布式電源單獨供給 部分負荷節(jié)點的孤島運行方式，其中分布式電源59、63、80、83與電源點55聯合供電；分布 式電源16、33、85與電源點53聯合供電；分布式電源10、20與電源點54聯合供電；分布式 電源4與電源點51聯合供電，該計算結果說明分布式電源約束的有效性。重構的結果如表 3所示。系統(tǒng)電源的出力如表4所示。
[0098] 表3 87節(jié)點系統(tǒng)打開開關集合
[0099]
[0100]表4 87節(jié)點系統(tǒng)電源點出力
[0101]
[0102] 由表5的重構結果可看出，系統(tǒng)的初始網損為463. 5kW，重構后網損為165. 2kW，網 損下降非常明顯，達到64%，且最低點電壓由0. 913上升為0. 977,因此合理的分布式電源 出力對降低配電網網損、提高配電網電能質量和供電可靠性有積極的作用，另外內點法在 算例中的耗時為8. 73s。
[0103] 表5 87節(jié)點系統(tǒng)計算結果
[0104]
[0105]
[0106] 4、以69節(jié)點系統(tǒng)為例，實現配電網孤島劃分，系統(tǒng)圖如圖3所示，該系統(tǒng)網架結構 參數以及某一時段的負荷如表6所示，系統(tǒng)內的負荷優(yōu)先級以及可控類型如表7所示，分布 式電源參數如表8所示。
[0107] 表6 69節(jié)點配電系統(tǒng)原始數據
[0108]
[01 uy」

[0110]
[0111] 表7分布式電源參數
[0112]
[0113] 表8負荷優(yōu)先級和可控類型
[0114]
[0115] 假設線路2-3由于發(fā)生三相短路接地故障，其下游節(jié)點全部失電。
[0116] 5、將上述數據導入模型中求解，得到孤島方案，孤島劃分的模型如下所示：
[0117] 本模型的目標函數為在滿足各類安全約束的基礎上實現總供電收益最大（P lMd)。
[0118] V-丄L-丄
[0119] 式中：dvli、dv2i、d v3i、dv4i、dv5i分別表示一級負荷、二級不可控負荷、二級可控負荷、 三級不可控負荷以及三級可控負荷的有功負載。n、m、r、p、q分別表示系統(tǒng)中這五種不同負 荷的數量。k v2i為0、1變量，0表示該節(jié)點的二級不可控負荷不接入孤島，1表示該節(jié)點的二 級不可控負荷接入孤島，二級負荷的供電系統(tǒng)，應盡量做到發(fā)生故障時不致中斷供電，或中 斷供電后能迅速恢復。w v3i的取值可在0到1之間變化，表示該二級負荷節(jié)點為可控節(jié)點， 負荷接入量可控。lv4i為〇、1變量，表示三級負荷節(jié)點為不可控節(jié)點，即此類負荷節(jié)點只存 在兩種情況，全部接入孤島或負荷全部切除。z v5i的取值可在0到1之間變化，表示該三級 負荷節(jié)點為可控節(jié)點，負荷接入量可控。a :和a ^為二、三級負荷之間優(yōu)先供給二級負荷 的權值，可根據負荷類型不同選取不同數值。
[0120] (1)節(jié)點功率平衡約束：
[0121] 被選入孤島的點都應與電源點連通，即孤島內的每個節(jié)點都滿足基爾霍夫定律。
[0122]
[0123]式中：Qb為系統(tǒng)節(jié)點集合。Di為系統(tǒng)支路集合。是節(jié)點i和節(jié)點j之間的有 功傳輸功率。giSDG節(jié)點的有功出力。屯為負荷節(jié)點i的有功負載，其中包含n個一級負 荷，m+r個二級負荷以及p+q個三級負荷。
[0124] (2)機組出力約束：
[0125] 1)非可靠性DG出力約束<