一種配電網(wǎng)重構(gòu)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及配電網(wǎng)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種配電網(wǎng)重構(gòu)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)線損尤其是IOkV低壓側(cè)線路的損耗，是配電網(wǎng)損失較多的一個(gè)環(huán)節(jié)之一， 是線損管理工作的重點(diǎn)之一。為保證電力網(wǎng)絡(luò)供電的可靠性和安全性，中低壓側(cè)配網(wǎng)的接 線方式和運(yùn)行方式變得越來越復(fù)雜，逐漸趨向多元化，多條線路相互聯(lián)絡(luò)，實(shí)行環(huán)網(wǎng)的供電 模式。目前，配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)除了少數(shù)采用基于物理模型的簡單啟發(fā)式算法外，大多數(shù)是采用 智能算法來解決該問題。配電網(wǎng)絡(luò)具有福射狀開環(huán)運(yùn)行的強(qiáng)制性要隸，現(xiàn)存方法在編碼設(shè) 計(jì)上普遍存在不能保證網(wǎng)絡(luò)可行的弊病，在計(jì)算過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的含環(huán)或孤 島的不可行網(wǎng)絡(luò)，使得計(jì)算過程中需要頻繁地校驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)并為得到有效網(wǎng)絡(luò)而反復(fù)操作修復(fù) 無效網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)現(xiàn)有編碼方法構(gòu)造的算子與實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化聯(lián)系不緊密。上述種 種不足導(dǎo)致現(xiàn)有智能算法存在迭代次數(shù)多、耗時(shí)長的問題，難W運(yùn)用于解決大規(guī)模配電網(wǎng) 絡(luò)的重構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)重構(gòu)方法，基于遺傳方法對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)，平衡重載變壓 器的負(fù)載率，降低網(wǎng)損，提高供電可靠性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提一種配電網(wǎng)重構(gòu)方法，其特點(diǎn)是，該方法包含：
[0005] 建立配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型；
[0006] 基于遺傳算法對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化，獲得配電網(wǎng)重構(gòu)方案。
[0007] 上述建立配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型包含：
[0008] 建立配電網(wǎng)負(fù)荷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0009] 建立目標(biāo)函數(shù)；
[0010] 確定約束條件。
[0011] 上述建立目標(biāo)函數(shù)的方法包含：
[0012] W網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)；
[OOU]配電網(wǎng)損的計(jì)算公式PLoss如式（1)所示；
(1)
[001引式（1)中:nb為配電網(wǎng)的支路數(shù);ri為第i支路的電阻;/,為流過第i條支路的電流； ki為開關(guān)(節(jié)點(diǎn)）i的狀態(tài)，ki = 0表示分?jǐn)?，ki = l表示閉合；
[0016] 通過潮流計(jì)算得到配電網(wǎng)損化OSS。
[0017] 上述約束條件包含:支路容量約束和節(jié)點(diǎn)電壓約束；
[0018] 上述支路容量約束為流經(jīng)支路的功率不能大于該支路的最大功率，如式(2)所示：
[0019] Pij < Pij^ax
[0020] 化j 含 Qij max (2)
[0021] 式（2)中，Pij、Pij max分別為支路i-j的有功功率和支路i-j的有功最大值;Qij、 Qij max分別為支路i-j的無功功率和支路i-j的無功最大值；
[0022] 上述節(jié)點(diǎn)電壓約束為節(jié)點(diǎn)的電壓不能超過該節(jié)點(diǎn)允許通過的電壓上下限，如式 (3)所示：
[002；3]Uimin^i^imax(3)
[0024] 式(3)中，Ui、Ui min、Ui max分別為節(jié)點(diǎn)i的電壓、節(jié)點(diǎn)i的電壓最小值和節(jié)點(diǎn)i的電壓 最大值。
[0025] 上述基于遺傳算法對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化的方法包含：
[0026] 配電網(wǎng)的初始網(wǎng)絡(luò)編碼生成染色體；
[0027] 解碼染色體獲取染色體的適應(yīng)度；
[0028] 根據(jù)適應(yīng)度選擇用于繁殖子代的父本個(gè)體；
[0029] 父本個(gè)體先后進(jìn)行交叉操作和變異操作；
[0030] 重復(fù)迭代輸出適應(yīng)度最高的染色體及對(duì)應(yīng)重構(gòu)方案。
[0031] 上述配電網(wǎng)的初始網(wǎng)絡(luò)編碼生成染色體包含：
[0032] 配電網(wǎng)絡(luò)采用廣度優(yōu)先生成樹算法產(chǎn)生一個(gè)初始網(wǎng)絡(luò)；
[0033] 該初始網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編碼生成一個(gè)染色體；
[0034] 該染色體通過變異算子生成N個(gè)染色體，N個(gè)染色體構(gòu)成遺傳算法的初始群體，N為 偶數(shù)；
[0035] 其中，每個(gè)染色體對(duì)應(yīng)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的福射狀配電網(wǎng)。
[0036] 上述解碼染色體獲取染色體的適應(yīng)度包含：
[0037] 所有染色體根據(jù)編碼的逆過程進(jìn)行解碼；
[0038] 所有染色體經(jīng)過潮流計(jì)算獲取初始網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)損;每個(gè)染色體所獲得網(wǎng)損的倒數(shù)取 為該染色體的適應(yīng)度；
[0039] 其中，若初始網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)電壓與線路功率越限，則染色體的適應(yīng)度取為零。
[0040] 上述根據(jù)適應(yīng)度選擇用于繁殖子代的父本個(gè)體包含：
[0041] 適應(yīng)度高于預(yù)設(shè)闊值的染色體W精英保留的方式直接復(fù)制到子代，精英保留的個(gè) 數(shù)為M，M為偶數(shù)；
[0042] 適應(yīng)度低于預(yù)設(shè)闊值的染色體W半隨機(jī)半最優(yōu)的方法選擇(N-MV2個(gè)用于繁殖子 代的父本個(gè)體。
[0043] 上述父本個(gè)體先后進(jìn)行交叉操作和變異操作包含：
[0044] 偶數(shù)個(gè)父本個(gè)體逐對(duì)按交叉算子進(jìn)行交叉操作；
[0045] 交叉操作后，對(duì)交叉得到的個(gè)體按變異算子進(jìn)行變異，完成繁殖得到子代染色體 群；
[0046] 其中交叉率設(shè)為0.5;變異率設(shè)為1。
[0047] 上述重復(fù)迭代輸出適應(yīng)度最高的染色體及對(duì)應(yīng)重構(gòu)方案包含：
[0048] 重復(fù)解碼染色體獲取染色體的適應(yīng)度、根據(jù)適應(yīng)度選擇用于繁殖子代的父本個(gè) 體，及父本個(gè)體先后進(jìn)行交叉操作和變異操作，進(jìn)行迭代；
[0049] 判斷適應(yīng)度最高的染色體是否持續(xù)保持子代不變，若是則停止迭代輸出適應(yīng)度最 高的染色體及其對(duì)應(yīng)的重構(gòu)方案;若否則繼續(xù)進(jìn)行迭代。
[0050] 本發(fā)明一種配電網(wǎng)重構(gòu)方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明基于遺傳方法 對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)，通過改變開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行負(fù)荷重構(gòu)，降低配電網(wǎng)的線損，提升效益，提高 供電可靠性和安全性。
【附圖說明】
[0051] 圖1為本發(fā)明配電網(wǎng)重構(gòu)方法的方法流程圖；
[0052] 圖2為IEEE標(biāo)準(zhǔn)3饋線16節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；
[0053] 圖3為基于遺傳算法對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] W下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0055] 如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于遺傳方法的配電網(wǎng)重構(gòu)方法，該方法具體包含 W下步驟：
[0化6] S1、建立配電網(wǎng)負(fù)荷優(yōu)化模型。
[0化7] SI. 1、建立配電網(wǎng)負(fù)荷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0058] 首先對(duì)配電網(wǎng)資料收集:確定分析的對(duì)象，節(jié)點(diǎn)數(shù)、線路數(shù)、開關(guān)數(shù)，W及線路和節(jié) 點(diǎn)參數(shù)，包括線路電阻，節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷和無功負(fù)荷。
[0059] 然后分析并畫出系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，確定開關(guān)的位置、各個(gè)節(jié)點(diǎn)及開關(guān)狀態(tài)，W及 線路和節(jié)點(diǎn)參數(shù)。
[0060] 如圖2所示，為IE邸標(biāo)準(zhǔn)3饋線16節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)的拓?fù)鋱D。其中，序號(hào)（1)-(16)表示 負(fù)荷，序號(hào)1-16表示開關(guān)，重構(gòu)前的開關(guān)狀態(tài)是:開關(guān)4、11和13斷開，其余開關(guān)均閉合。
[0061] SI. 2、建立目標(biāo)函數(shù)，其包含：
[0062] SI.2.1、W網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)。
[0063] Sl. 2.2、配電網(wǎng)損的計(jì)算公式化OSS如式（1)所示；
(1)
[0065] 式（1)中：nb為配電網(wǎng)的支路數(shù);ri為第i支路的電阻；為流過第i條支路的電流； ki為開關(guān)(節(jié)點(diǎn)）i的狀態(tài)，ki = 0表示分?jǐn)?，ki = l表示閉合；
[0066] Sl.2.3、通過潮流計(jì)算得到配電網(wǎng)損化OSS。
[0067] SI. 3、確定約束條件。約束條件包含:支路容量約束和節(jié)點(diǎn)電壓約束。
[0068] 支路容量約束為流經(jīng)支路的功率不能大于該支路的最大功率，如式(2)所示：
[0069] Pij < Pij "ax
[0070] Qu < Qij max (2)
[0071] 式（2)中，Pij、Pij max分別為支路i-j的有功功率和支路i-j的有功最大值;Qij、 Qij max分別為支路i-j的無功