基于和声搜索算法的配电网重构研究

发布时间：2020-06-19 04:35

【摘要】：配电网的网络结构复杂且运行方式灵活多变。为优化配电网的运行,需要在满足配电网各项运行约束的前提条件下改变配电网的网络结构,即配电网重构。重构的优点主要包括减小网络损耗,获取更好的电压质量,使负荷分布更均衡等等。此外,重构无需增加额外的投资,是优化配电网运行的首选方法。配电网重构可以等效为一个数学优化问题,在网络结构较为复杂时,优化求解的过程存在计算速度慢,不可行解数目过多等问题。论文旨在解决配电网重构的以上问题,主要工作如下:(1)在配电网“支路集”概念的基础上,解释了重构解的含义,并定义了“支路集解”与“具体解”。对不可行解的一般情况进行了分析,并提出如何在形成解的过程中避免不可行解的生成。(2)采用数学方法分析了支路集解的应用价值,结果表明支路集解与当前解环状态下的最优解比较接近,利用支路集解代表某一网络状态的解环效果是合理可行的,为快速网络重构方法提供了理论依据。(3)将和声算法应用于配电网重构,并给出了详细的方案流程。基于和声算法的配电网重构方法共分为两种,第一种是单独对支路集解进行优化,在获得优化结果后针对该支路集解进行二次优化,得到具体解;第二种是每当支路集解形成后,对该支路集解进行优化,逐次形成对应的具体解,最后形成网络重构的最终解。研究表明,两种方法均可以取得配电网重构的预期效果,经过重构后的网络网损都远远小于该配电网原网络网损。第二种方法的重构效果略优于第一种,但是耗时较长;第一种方法在保证重构效果的同时具有较短的运行耗时。(4)将两种改进算法在配网不同应用场景中进行重构分析。选取正常状态下的网络损耗优化与故障状态下的非故障区段故障恢复两种情况进行分析,结果表明本文所提方案具有重构效果优,重构速度快等优点。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM73;TP18
【图文】：

中提到的“支路集”概念。简单来说，支路集就是某一配电网络中两个分支节点逡逑之间的所有支路的集合。所谓分支节点，就是该节点所连的节点（除去源节点）逡逑数目超过２。图２－１是ＩＥＥＥ３３节点配电网接线图，其中０节点为电源节点，支逡逑路２４－２８，邋２０－７，邋８－１４，邋２１－１１，邋３２－１７分别是①号到⑤号常开型的联络开关支路。逡逑与节点２、５、２８、７、８、１１、１４、２０相连接的非电源节点数目均为３，所以它们逡逑是分支节点。那么图中的支路集共有１２个，分别是［２－１－１８－１９－２０］，［２－３－４－５］，［２－逡逑２２－２３－２４－２８］，邋［５－６－７］，邋［５－２５－２６－２７－２８］，邋［７－８］，邋［７－２０］，邋［８－９－１０－１１］，邋［８－１４］，邋［１１－逡逑１２－１３－１４］，邋［１１－２１－２０］，邋［１４－１５－１６－１７－３２－３１－３０－２９－２８］。逡逑付）Ｉ卜－ＩＩ邋Ｉ．邋Ｉ卜、、⑤逡逑／２２逦２３逦２４邋／２５逦２６逦２７逦２８＿２９＿邋３￡＿邋３１＿邋３２逦＼逡逑ＩＨｒｒ－Ｈ邋Ｗ逦＾逡逑０逦１＼邋２逦３逦４邋／－５—邋＆７逦８逦９逦１０邋／１１逦１２逦１３逦１４逦１５逦１６逦１７逡逑１８逦１９逦２０逦２１逡逑图２－丨丨ＥＥＥ３３节点配电网接线图逡逑去除所有分支支路（如０－１支路）并忽略支路集的内部节点，可以形成如图逡逑２－２所示的简化的系统接线图。可以对每一个支路集进行编号，编号顺序见图２－逡逑２中支路集上的数字

逑２．２解的含义逡逑以图２－１为例，其中共有５个联络开关支路，如果所有联络开关闭合，相应逡逑的就有５个环路，且每个环路仅包含一个联络开关支路。如果以联络开关的编号逡逑代表其所在环路的编号，图２－１中的５个环路情况见表２－２。逡逑表２－２环路情况逡逑￣ＺＺ逦环路中包含的节点逦环路中包含的支路集￣逡逑邱合逦（数字代表节点编号）逦（数字代表支路集编号）逡逑环路①逦［２－２２－２３－２４－２８－２７－２６－２５－５－４－３－２］逦［３－５－２］逡逑环路②逦［１－２－３－４－５－６－７－２０－１９－１８－１］逦｜；７－１－２－４］逡逑环路③逦［８－９－１０－１１－１２－１３－１４－８］逦［９－１０－８］逡逑环路④逦［１１－２１邋－２０－１９－１８－１邋－２－３－４－５－６－７－８－９－１０－１１］逦［１１－１－２－４－６－８］逡逑路⑤［１７－３２－３１－３０－２９－２８－２７－２６－２５－５－６－７－８－９－１０－逦［１２．５．４．６．８．１0］逡逑＾逦逦１１－１２－１３－１４－１５－１６－１７１逦１逦Ｊ逡逑配电网一般都是闭环设计，开环运行也就是说，在配电网实际运行过程逡逑中，表２－２中的五个环路必然全部打开。那么，打开每个环路中不同的支路就对逡逑应着不同的网络结构。可见

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本文编号：2720311