配電網快速可靠性評估及重構方法

前言

第1章緒論

第2章基于故障傳遞特性的配電網可靠性快速評估

第3章考慮風電隨機性的配電網可靠性快速評估

第4章基于最小可行分析對象的配電網快速重構

第5章考慮風電隨機性的配電網重構場景模型和算法

第6章考慮可靠性的配電網重構

第7章配電網快速可靠性評估及重構優(yōu)化系統

參考文獻

附錄ARBTS－BUS6測試系統數據

附錄BIEEE33節(jié)點配電系統數據

附錄CIEEE69節(jié)點配電系統數據 2100433B

配電網的可靠性評估是電網可靠運行的重要保障，配電網的最優(yōu)重構是確保電網安全經濟運行的基礎。本書總結研究團隊多年來在配電網可靠性評估和重構方法的思路與經驗，系統介紹配電網的快速可靠性評估和重構的新問題和新方法。全書共7章，涵蓋常規(guī)配電網和含分布式電源配電網的可靠性評估和重構，以及涵蓋上述方法的相關軟件平臺開發(fā)等內容。

由于大量的常閉分段開關和常開聯絡開關存在于配電網中有，調度員在正常、檢修或事故運行方式下，需要根據實際情況對分段開關和聯絡開關進行操作來調整配電網絡結構，以優(yōu)化配電網運行模式，從而提高電網的安全性、可靠性和經濟性。這種方式被稱為配電網重構。按照應用側重點的不同，配電網重構可分為網絡優(yōu)化重構（簡稱網絡重構）和故障后重構（也稱故障恢復）。

作為配電系統運行和控制的重要手段配電網重構在配電管理系統中起著重要作用。目前，配電網絡廣泛采用環(huán)狀設計、開環(huán)運行。通常情況下，在沿饋線方向上分布了一定數量的常閉分段開關，而在饋線之間裝有常開的聯絡開關。為了提高電網的可靠性和經濟性，在正常運行狀態(tài)下，根據負荷的變化需要定期調整這些開關的狀態(tài)來重新建構配電網絡的運行結構，使負荷在各饋線之間自由流動，從而達到合理分配的目的；在故障狀態(tài)下，為了保證供電能夠得到盡快地恢復，網絡運行方式最為經濟合理，相應的網絡結構優(yōu)化也是十分必要的。

實際上，由于配電網中的開關數目巨大，隨之生成的環(huán)狀網絡樹的數量也十分可觀，因此在理論上配電網重構問題是一個龐大的非線性整數組合優(yōu)化問題。考慮到開關組合數量巨大，將它們作為優(yōu)化變量進行窮舉搜索將面臨“組合爆炸”問題，從而導致數學求解過程中計算量過大，占用大量的機時，并且無法確保計算過程的收斂性。為了解決計算速度的問題，研究人員提出了許多不同的方法來解決配電網絡重構問題，目前大家將研究與改進的主要方向集中在優(yōu)化算法和優(yōu)化目標兩個方面。

配電網絡重構的算法大致可以分為：傳統數學方法、啟發(fā)式方法、人工智能算法以及混合算法等。

啟發(fā)式方法是依據直觀分析的算法，通常按照一定的原則，逐步迭代直到獲得滿意的優(yōu)化結果。配電網重構中常用的啟發(fā)式算法主要有最優(yōu)流模式算法和支路交換法等。

配電網重構最優(yōu)流模式算法

最優(yōu)流模式算法通過將開關組合問題轉化為最優(yōu)潮流的計算問題，進而達到了簡化配電網重構模型的目的。但是由于初始狀態(tài)存在多個環(huán)網，使得逐次打開各個開關之間存在相互影響，開關打開順序對最后結果將產生較大影響，因此最優(yōu)流法不能保證得到重構的全局最優(yōu)解。文獻將最優(yōu)流法運用于子空間求解局部最優(yōu)解，然后利用遺傳算法在所有子空間的局部最優(yōu)解中求解全局最優(yōu)解，消除了最優(yōu)流法重構結果受初始網絡狀態(tài)影響的缺點。

配電網重構支路交換法

支路交換法利用啟發(fā)式規(guī)則能夠縮小需要考慮的開關組合的范圍，快速得到降低配電網線損的重構結果。但是由于該方法同樣需要考慮網絡初始狀態(tài)的影響，因此不能確保獲得全局最優(yōu)解；另外，由于每次只能考慮一對開關，算法的并行性差。文獻提出以閉合聯絡開關兩端電壓差最大的開關為啟發(fā)式規(guī)則，并提出了一個衡量開關交換前后網損變化的計算公式。文獻 提出利用近似網損替代精確網損，對每個聯絡開關同時進行對應環(huán)網的重構優(yōu)化，根據最佳轉移負荷的符號和大小，確定與環(huán)網中最大網損降低相對應的開關交換，有效地提高了支路交換法的計算速度。