配电线路增容优化

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1、西安科技大学硕士学位论文出现线路输送容量相对不足的现象，是客观存在而又长期得不到解决的问题。1.2配电网优化分析方法配电网规划和改造中，通常包括负荷预测、分割供电区域、配置主干线线路和费用估算与经济分析等内容。根据农网现状和农网中存在的问题，从网架设计、改善供电半径过长和无功补偿不足三个方面考虑解决农网增容优化。目前，配电线路网架优化和配电线路无功优化有比较成熟的方法，但从网架局部变更接入支路，改善供电半径的方法需要进一步研究。1.2.1配电网架优化方法文献[2]采用最小二乘法拟合法，以主干线到各分支线和负荷点的总体距离最小为目标生成地区电网主干线；对于

2、次级走线和负荷的接入采用点到直线的距离最近的接入方法解决增容负荷接入网架问题。文献[3]中提出用最小树算法求取最小生成树获得初步规划结果，根据潮流计算结果调整导线截面积，以线路总体建设费用和电能损耗最小为目标，电压满足要求、功率平衡等为约束条件，反复迭代调整规划网架直至最优。对于多电源配电网，采用Dijkstral算法计算各变电站母线到交叉负荷的最短距离，设置联络开关，使得负荷更加合理的分配。文献[4]提出将基于prüfer编码的改进遗传算法应用于中压配电网规划，以建设费用最小为目标进行全局优化。文献[5]-[7]将图论中的基本最小生成树算法发展成为一系

3、列实用的规划方法，包括基于最短路的配电网负荷分配和基于最小生成树算法的配电网络优化规划、扩展规划、考虑负荷不确定性的规划以及多阶段规划等，解决了配电网架规划中面临的许多实际问题。现代优化计算方法发展非常迅速，这些算法同人工智能、计算机科学和运筹学相融合，以模型的抽象为其关键点，以数学为其理论基础。在1996年，Osman在文献[8]中分类罗列了一千余篇相关文章。文献[9]在中压配电网网架规划中以基本的人工鱼群寻优框架为基础，根据配电网的辐射性约束特点，设计和应用了一种适合配网规划的新现代启发式算法-人工鱼群算法。以年费用最小为目标函数建立配网规划的数学模

4、型，以可能建设的所有线路为优化变量，采用二进制编码和“根节点融合法”对人工鱼种群初始化，给出以保证“基本辐射性”的觅食、聚群和追尾行为算子为基础的寻优策略，保证了寻优的效率。文献[10]提出了一种基于禁忌搜索及模糊评价的配电网网架规划优化算法。首先根据地理拓扑，通过Dijkstra最短路径算法生成树生成初始网架。在初始网架的基础上，采21绪论用禁忌搜索策略，按照模糊评分规则及网架的可行扩展供电范围对网架进行调整，得出基于地理信息的优化网架以及各馈线路径的可行优化方案。文献[11]将禁忌搜索(Ts)算法与蚁群优化(Aco)算法组合起来，提出了TS-ACO混

5、合算法，用于求解配电网规划问题，在同时考虑扩展配电网所需的固定费用和与电能损失相关的变化费用的基础上，设计了非线性混合整数配电网规划数学模型，并验证了混合算法的有效性。文献[12]和[13]采用蚁群算法，结合图的染色指导蚁群算法的寻优路径的选择进行配电网规划。文献[14]采用改进prim算法进行网架规划,使得总建设费用最小。文献[15]论述了一种基于多阶段支路交换算法的配电网优化方法。文献[16]提出用演化算法求解多阶段配电网扩展规划。文献[17]采用遗传算法进行配电网多阶段规划，用最小树算法思想约束网架的辐射状结构。上述文献均是基于建设距离短、建设投资

6、费用最小为目标函数，利用图论算法和现代优化算法求解得到最优解。生成网架结构之前，节点之间的连接关系完全不确定，因而无法进行潮流分析和计算，将线损纳入优化目标就无法实现。现代优化算法亦在解决各种电网规划及配电网重构等领域内得到非常广泛应用。相比较下，网络优化方法具有算法简单，运算速度快的优点。1.2.2减小供电半径的方法农网中，一个供电区域由单条辐射状接线并辐射状运行的配电线路向其供电，线路之间没有交叉，没有联络支路。在这样的约束下，线路总建设距离最小和两点间建设距离最小两种目标形成了矛盾的对立。在总建设距离最小的目标前提下，以部分节点间的次短路为代价，对

7、新增节点的接入原网架支路进行调整，虽然会使得网架整体建设距离不是最小，但改善了增容末端节点到电源点的供电半径，使增容节点末端电压降亦能得到改善。基于上述思路，如何合理地减小增容点的供电半径，需要我们进一步去研究。1.2.3无功优化方法配电网的电容补偿规规划问题是计算电容补偿的最优安装地点、类型和额定容量，以便达到节省投资费用的目的。国内外针对无功优化模型和算法进行了细致的研究，并提出了各种优化方法。文献[18]-[21]采用线性规划法进行无功配置优化，把目标函数和约束条件用泰勒公式展开，略去高次项，使非线性规划问题在初值点处转化为线性规划问题，用逐次线性

8、逼近的方法来进行解空间的寻优。该理论计算速度较快，对各种约束条件的处理简单。缺点