基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法

《基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法唐群纲林景栋（重庆人学白动化学院，重庆400030）摘要：在启发式搜索和前推回代的配电网潮流计算方法的基础上以系统网损最小为冃标函数来优化配网结构是本文的中心。本文所述算法明朗化并且实现起来容易。首先生成一个1XN价描述配电网开关通断的矩阵，然后以网损不能再减少为冃的对所冇的联络开关进行搜索，从而可以快速寻到全局最优解。关键词：配电网络；网络重构；网络损耗；前推回代法潮流计算中图分类号:TP744(2)•gD配电网网络重构是配电自动化的主要内容之一，它是一个非线性组合优化问题,其主要目的是通过改变线路开关状态來变换网络结构

2、，在实现电力供需平衡和满足容量、电压约束等前提下，来达到降低网损。然而进行配电网重构是一个十分复杂的问题，因此如何减小计算量，寻找全局最优解并达到收敛效果好是近年来着重研究的问题。文献［1-2］提出了基于变结构耗散网络的重构算法，或以负荷均衡为日标函数，或以支路变换法降低网损为目标函数，但均显得计算过于繁杂，须待改正。文献［3・4］提出了一种简化的配电网模型方法及负荷计算法则，使得配电网检索方便且结构清晰。文献［5］先用启发式算法找出局部优解，后用遗传算法找到全部最优解，虽然简化了数学模型，但是仍然存在着算法实现起來编程量和存储量人等缺陷。文献［6・7］仅仅从处理隔

3、离开关的角度优化配电网结构，但还是利用了文献［2］屮的算法，便得存储量太大。木文利用启发式搜索方法，用前推回代的配电网潮流计算方法并以系统网损最小为目标函数，使算法明朗化并且实现起來容易，可以快速寻到全局最优解。1网损目标评价函数配电网一般是环网结构开环运行，在进行网络重构时，先合上某一个联络开关形成一个弱环网，然后选择并打开环网中某一个分段开关使Z重新开网，从而达到负荷转移，达到负荷均衡和降低线损的口的。每次网络拓扑调整后，引起的有功线损变化量厶P可以表示为：g妳》XY厂即］+粘》（1）ieDieD式屮：D为发生负荷转移的节点集合；Vm，Vn为联络开关两端的电压降

4、;Rloop为合上联络开关后形成环网的总电阻。-般配电网沿线电压相和变化较小，若忽略Vm，Vn间相位差，则上式可表示为:AP^yi(V-V)+RYli'mn7loop1ieD令1=工,式（2）可化为：i€D^p^i（v-Y）+V⑶现以I为自变量，AP为因变量，则式（3）为一•开口向上的二次抛物线，式子两边对I求导可得最小网损，即为每次网络重构的目标方向：dAP—^(v-vj+a^i(4)令式(4)=0,则有当AP为最小时:ap"(6)在正常情况下，配电网以馈线为单位呈辐射状结构运行，每一源点分别对一块区域供电，因此，在潮流计算时，以源点为平衡点，分别对每一区域采用前

5、推回代法进行潮流计算，具体表达如下：2网络潮流计算3Sjj

6、率输入输出平衡关系，可得：S=S+S+1IZiikkkjjjr=式中1i为支路j的支路电流，Ij为支路j的电流共轨，j=n・l,n・2,...,2,l;k二j+l,j+2,...,3,2将式(7)代入(8)式得：P.<+OC.R,(9)X2p‘2+q"Q=Q：k+-―xV2j(9b)其中巳弋代，由图1根据欧姆定理有：«=飞—IjZj,经整理得出节点电压递推算式：賞―邸也x,£E2#卜瓷召-QN)£(10a)JJ_写耳一QRj)耳dob)JJ其中j=l,2,.・・,n・l；k=j+l,j+2,…,n。3算法描述根据配电网网络结构先生成一个ixn价描述配电网开关通断矩阵

7、，其中“1”表示开关接通吋候的状态，“0”表示开关断开时候的状态。对每一次配电网结构调整均按上述所说的潮流计算方法进行潮流计算，在进行搜索过程中加入了配电网网损评价函数作为启发性信息，用于指导搜索朝着故冇希望的方向前进。算法基本步骤如下：a.生产初始lXn价配电网开关通断矩阵B；b.用前推回代法对配电网进行潮流计算，算出联络开关两端电压Um，Un,并计算网损c.进行配电网结构调整，即合上联络开关当中一个并打开电压较高一侧的分段开关形成的网络，进行潮流计算，计算网损△P',若＞AP,舍却这次网络结构的调整，若＜AP,继续进行下面的步骤；d.生成新调整的配电网开关通