基于群策略技术的配电网供电能力综合优化-研究

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1、浙江大学硕士学位论文致谢本文是在导师黄民翔教授的精心指导下完成的。从论文选题到论文完成的每一个阶段，都倾注了导师大量的心血。在将近三年的研究生学习生活中，得到了导师在科学研究方法上细致严谨的指导和生活上无微不至的关怀，使我得以顺利完成学业。黄老师严谨踏实的治学态度和平易近人的工作作风将使我受益终生。值此论文完成之际，谨向黄老师表示深深的感谢和崇高的敬意。本文工作还得到了宋刚、陈兴雷、廖鹏、许旭锋、牟善科、唐景星、唐学用、陈莉丽、卢冰、韩辉以及304实验室其他同学的帮助，在此表示衷心的感谢，同时还要感谢浙大电力经济信息所07硕士班和浙大研干讲习所的同学。此外，在近20年的求学生涯中，父母和女友的

2、理解、鼓励、支持给予了我不断前进的动力和勇气，谨以此文献给他们。感谢所有关心过我，帮助过我的老师、长辈、同学和朋友，你们是我一生中最重要的财富!浙江大学硕士学位论文第1章绪论1．1课题研究的意义和背景配电网络(DMS)是整个电力系统生产和供应的最后环节，随着国民经济的高速发展和电力负荷需求的急剧增长，对配电网保持安全经济运行的供电能力也有了更高的要求。配电网的供电能力指的是配电网可以最大量地将电能安全、可靠、经济地配送到用户侧的能力，衡量指标包括电能质量，供电可靠性，线路损耗和电压水平等方面Il-2】。我国的电网建设具有一定的迟滞性，目前配电网在供电能力上存在着一些缺陷和问题【31：配电网规划

3、和发展建设相对于发输电侧系统以及城市负荷的发展需求要落后；网架结构不合理，有不少薄弱环节，有些地方甚至存在“窝电”的现象；配电网直接供电给用户，拥有大量的电力设备，其中整个电力系统中80％的用户停电故障是由于配电网侧的原因引起【4】，对电网可靠性指标起决定性作用；另外由于配电网设备和线路的老化，负荷发展的不确定性和不均匀分布，致使配电网普遍存在线损较高的问题。本文选择以提高配电网供电可靠性、兼顾降低网络损耗为主要目标，从这两方面来对配电网供电能力进行优化，提高网络供电能力和质量，对电力部门和全社会的经济效益，节约能源有重大意义。网络重构【5叫和开关优化配置【7‘81是配电网两种常见的优化方式：

4、配电网重构不需要增加新的设备投资，仅需通过改变网络中开关开闭合状态来优化网络损耗和配电网供电可靠性，因此随着配电网研究的不断深入和完善，网络重构已经成为改善配电网供电品质的重要手段【9。11；开关的优化配置是改善配电网供电可靠性的主要途径之一，在供电线路上确定各种开关设备的最佳安装位置和数量，可以达到隔离故障，减少负荷点停电时间的目的，尤其在配电线路路走廊不足和用地紧张时，开关的优化配置问题显得十分重要【8】。以上两种优化方式会给配网的供电能力带来不同程度的提高，同时也会需要不一样的资金投入。配电网重构不需要额外的投入，仅从配网运行方式上进行调整，供电可靠性的改善可能有限，但是引起的潮流变化对

5、网损的改变比较大；而开关优化配置需要一定的设备投资资金，从配电网架结构上进行优化可浙江大学硕士学位论文第1章绪论能会取得更好的效果，但是过多地增加电力设备加强网络，不仅是不经济的，而且对继续提高可靠性的贡献很小，甚至产生负面影响‘12。钔。针对不同的配电网，合理使用不同的优化方式可以达到提高网络供电能力，投资效益最大化的目标，同时在优化过程中考虑到电力部门的实际要求和限制也是十分必要的。另一方面，在优化过程中如何使经济性和可靠性这两个非常重要且相互矛盾的指标取得平衡点，已逐渐成为配电网供电能力优化的热点和趋势。1．2国内外研究现状与发展趋势1．2．1配电网开关优化配置研究目前，配电网开关优化配

6、置已成为国内外研究的一个热点问题【15。61。在优化配置中通常以成本，效益分析原理为基础，将设备投资和减少停电损失获得的效益综合形成目标函数，通过确定馈线上断路器、隔离开关和熔断器等开关设备的最佳位置和数量来提高系统供电可靠性和投资资金的使用效率。开关优化配置是非线性、不可微、离散的组合优化问题【171，通常配电网的规模比较大，因此待求变量的维数也非常高。解决开关优化配置的方法有很多‘m2引，其中传统的数学规划方法包括：l、启发式方法【181。主要根据经验确定的逻辑规则来配置设备。但是随着网络结构的复杂化，这种方法逻辑规则的适应性将会越来越差。2、馈线的简单分段法。该方法是求解线路分段的一种简

7、化计算方法，刚提出时用它仅能确定线路分段的数量【191，而并未对分段具体位置作深入讨论。简单分段类方法易解得局部最优，但通常可用其来求初始解。3、直接计算法【20】。通过可切换操作开关元件的不同配置和切换方式对可靠性影响的比较研究，确定可能的候选方案，但是该方法的搜索量太大。上述方法都缺乏普遍适用性，很难较好地解决实际问题【211，在这种情况下，下面两类更具有发展空间和普适性的优化计算方法得到了广