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1、2002年6月继RE电LA器Y第30卷第6期21配电网络重构的现状和发展1,221,2刘莉,陈学允,郭志忠(1.许继集团北京许继电气有限公司,北京,100085;2.哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨,150001)摘要:配电网络重构是配电自动化的重要组成部分,是系统安全经济运行的重要举措。回顾了配电网络重构的历史和发展现状,对各种重构方法进行了详细评述,分析了各算法的特点、存在的问题,以促进该研究领域的进一步发展。关键词:配电网络;重构;启发式算法;最优流模式法;遗传算法;模拟退火法中图分类号:TM727.2文献标识码:A
2、文章编号:10034897(2002)06002105后采用启发式规则逐一打开开关,直至所形成的新1引言辐射网的网损不能再减少为止。该方法的优点是最配电网络优化是配电自动化的重要组成部分,终的网络结构独立于初始开关状态,可寻到最优解是国家投巨资进行的城乡电网改造工程的重要软或次最优解。缺点是没有考虑网络约束,并且负荷件。在当前经济迅猛发展、供电日趋紧张的情况下,以恒定的纯有功功率电流源表示。[2]通过配电网络重构,充分发挥配电网的潜力,提高系1988年D.Shirmohammadi对文献[1]的方法统的安全性和经济性,具有很大的经济效益和社会做了重大改进,提出最优流模
3、式法(OFPOptimal效益。FlowPattern)。最优流模式是指在弱环网中能产生任何一个配电网,理论上都存在一个最优的网最小网络损耗的分支中的电流分布,是在满足负荷络结构,在这个最优结构下,各负荷点的运行电压、需求的前提下以网损最小为目标函数推导出来的。网络损耗和负荷平衡的协调优于其它可能方案。当推导的结果是:将网环中支路的阻抗换成电阻,在满负荷变化时,这个最优结构也随之变化,计算出这个足KCL和KVL的条件下,网环支路中的电流分布能最优结构,使网络运行于最优状态,这就是配电网络产生最小的网损。该方法确定一个开关操作需要两重构研究的主要内容。次潮流计算,一是用补偿法算出弱
4、环阻抗网的潮流,配电网络重构又称配电网络组态,或配电网络将负荷转换为等值节点注入电流;二是固定节点注馈线组态、配电网络馈线重构。配电网络重构就是入电流,求解电阻网的潮流,即最优流。打开流过的通过改变分段开关、联络开关的组合状态,即选择用最优流为最小的一个开关,解开一个环,过程重复进户的供电路径,达到降低网损、消除过载、平衡负荷、行,直至打开全部环、网络恢复成辐射网为止。应该提高电压质量的目的。说文献[2]对配电网络重构研究的影响是巨大的,作配电网络重构是高维数非线性组合优化问题。者以优化理论作依据,把开关操作的组合问题变成[1]自A.Merlin在1975年首次提出以来,受到电力科
5、了开关的启发式单开问题,将复杂问题简单化了。学工作者的广泛重视,现正成为一个国际热门课题。后续文献大多以此为基础。其缺点在于:初始时闭目前配电网络重构研究方法很多,大致分为两类:合所有开关使网络中同时存在多个环网,求解最优(1)启发式算法、最优流模式法及其结合方法;流时,各环网相互影响,打开开关的先后次序对结果[3](2)现代优化计算方法,包括人工神经网络、模有很大影响。1992年S.K.Goswami在文献[2]的拟退火法、遗传算法等。基础上做了改进,每次只闭合一个联络开关,这时网络中仅有一个环存在,然后计算最优流,在电流最小2启发式算法、最优流模式法及其结合方法处将环打开,形
6、成新的辐射网。如此重复进行直至[1]1975年A.Merlin采用启发式规则及分支定网损不能再减少为止。文献[3]确定一个开关操作界策略确定具有最小网损的网络结构。该方法首先需要一次辐射网潮流和两次单环网潮流,计算量大将所有的联络开关都闭合,将辐射网变成弱环网,然大减少,但在选择开关的闭合顺序方面没有理论依22配电网络重构的现状和发展[10]据,显然开关的闭合顺序会影响算法的速度。T.P.Wagner通过实例对线性规划法、最优流与最优流模式法几乎同时问世的另外一种重要模式法,以网损估算公式为基础的启发式算法进行方法是基于网损估算公式的启发式算法(Heuristic了分析比较。该实例
7、包括一个44kV的大型配电网,[4]Method)。1988年S.Civanlar等推导出一组负荷从研究结果表明,线性规划法不适于网络重构的实时一条馈线转移到另一条馈线时网损变化的估计公进行,而后两种算法,尽管寻优结果可能是次最优式,指出只有当负荷从电势低的点转移到电势高的解,但却可以实时进行。点,而且这两点间电势差足够大时才有可能引起网从目标函数来看,大多网络重构方面的文献以损下降。利用这一结论可以消除不必要的开关操网损最小为目标函数,一部分文献兼顾网损最小和[5,
