基于SMU的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法研究

國網(wǎng)舟山市供電公司 浙江 舟山 316000

1 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展電網(wǎng)的建設(shè)逐步增加,配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復(fù)雜,對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多,負(fù)荷密度較大且分布不均與的地點(diǎn),電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗及電壓變化不均勻,為了解決網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理等問題,采用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)法進(jìn)行計(jì)算。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)法對于電網(wǎng)有著重要的意義,國內(nèi)外均有研究,首先有采用多目標(biāo)優(yōu)化模式進(jìn)行優(yōu)化采用潮流計(jì)算,網(wǎng)損約束進(jìn)行優(yōu)化；或者采用最優(yōu)化潮流計(jì)算等方式進(jìn)行計(jì)算。上述方法均考慮電網(wǎng)的某些方面,對于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)考慮不是很清晰,這就需要采用鏈?zhǔn)接?jì)算方式進(jìn)行配電網(wǎng)網(wǎng)架重構(gòu)計(jì)算。

2 鏈表型配網(wǎng)潮流

配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更多像一個(gè)鏈表,可以通過不同的形式改變網(wǎng)架特點(diǎn),雙向鏈表更多是類似于電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn),通過遍歷訪問所有的潮流節(jié)點(diǎn)查詢功率因數(shù)以及開關(guān)狀態(tài)。

鏈表中每個(gè)點(diǎn)的等效結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,包含路阻抗(Z),節(jié)點(diǎn)功率(P＋jQ),節(jié)點(diǎn)電壓(V),及電流(I_load)。

圖1 鏈表等效電路圖

在建立好配電網(wǎng)后便可進(jìn)行潮流計(jì)算,本文采用的方法如圖2所示

通過鏈表的支路電流計(jì)算：cal_I_line(T),接著計(jì)算出母線節(jié)點(diǎn)電壓,最后根據(jù)所給電壓差進(jìn)行負(fù)荷的比對,得到最終的結(jié)果

圖2 潮流計(jì)算流程

3 單樹圖開關(guān)操作

配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重組采用多棵樹之間的操作,其中對于多鏈狀結(jié)構(gòu)的開關(guān)操作可以采用SMU方式進(jìn)行,如圖3所示

圖3 單樹網(wǎng)絡(luò)圖

對于SMU操作過程如下：

(1) 選一個(gè)分段開關(guān)的點(diǎn)稱為s點(diǎn)；

(2) 選一個(gè)通過s點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)稱為q點(diǎn)；

(3) 閉合開關(guān)q－s,同時(shí)斷開s點(diǎn)與其連接點(diǎn)的開關(guān)；

對于圖3所示樹狀圖,如選了6為s點(diǎn),則q點(diǎn)為4,閉合開關(guān)4－6,同時(shí)斷開5－6,則SMU操作完成。

這樣通過使用SMU操作便可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重組變換

4 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型和約束條件

本文在考慮配電網(wǎng)電網(wǎng)重構(gòu)時(shí)主要為了減少電網(wǎng)損耗和優(yōu)化潮流分布,在考慮最優(yōu)因子的時(shí)候,主要考慮以下幾個(gè)方面,滿足各部最優(yōu)的多目標(biāo)優(yōu)化方法。

i＝1,2,3,4…n

式中：Total_Loss,V_min,I_max為總線損,最低電壓,最大電流限制

其計(jì)算步驟如下所示

1：隨機(jī)生成種群P(通過SMU操作,計(jì)算潮流)

2：計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)函數(shù)值

j＝1,2,3.i＝1,2…n

3：環(huán)境選擇：循環(huán)以下三步直到收斂：

(1)選擇函數(shù)值最小的變量G*；

(2)將函數(shù)最小變量G*從種群中剔除；

(3)修正適應(yīng)度函數(shù)：

4：如超過指定迭代次數(shù)或達(dá)到最優(yōu)解,則循環(huán)結(jié)束得到最優(yōu)結(jié)果P；

5：將P中的解進(jìn)行SMU,并計(jì)算潮流,返回步驟2,直到得到最后的結(jié)果。

5 算例分析

本文算例通過GCC作為編譯器的編譯環(huán)境下運(yùn)行,采用PG&E69節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng),母線出線電壓為12.66kV,有功3802.19kW,無功2694.60kVar,5個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān),進(jìn)行60次循環(huán),相對于其他文獻(xiàn)中的計(jì)算方法其結(jié)果如表1所示。本文更有優(yōu)勢

表1 PG&E69節(jié)點(diǎn)計(jì)算結(jié)果比較

6 結(jié)論

本文以鏈表實(shí)現(xiàn)的配電網(wǎng)建立架構(gòu),通過SMU操作快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),在多目標(biāo)優(yōu)化下采取進(jìn)化算法,在短時(shí)間內(nèi)尋找到最優(yōu)解。