一種配電網重構方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及配電網領域，具體設及一種配電網重構方法。
【背景技術】
[0002] 配電網線損尤其是IOkV低壓側線路的損耗，是配電網損失較多的一個環節之一， 是線損管理工作的重點之一。為保證電力網絡供電的可靠性和安全性，中低壓側配網的接 線方式和運行方式變得越來越復雜，逐漸趨向多元化，多條線路相互聯絡，實行環網的供電 模式。目前，配電網絡重構除了少數采用基于物理模型的簡單啟發式算法外，大多數是采用 智能算法來解決該問題。配電網絡具有福射狀開環運行的強制性要隸，現存方法在編碼設 計上普遍存在不能保證網絡可行的弊病，在計算過程中不可避免地會產生大量的含環或孤 島的不可行網絡，使得計算過程中需要頻繁地校驗網絡并為得到有效網絡而反復操作修復 無效網絡。同時現有編碼方法構造的算子與實際配電網絡結構的變化聯系不緊密。上述種 種不足導致現有智能算法存在迭代次數多、耗時長的問題，難W運用于解決大規模配電網 絡的重構。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種配電網重構方法，基于遺傳方法對配網進行重構，平衡重載變壓 器的負載率，降低網損，提高供電可靠性。
[0004] 為實現上述目的，本發明提一種配電網重構方法，其特點是，該方法包含：
[0005] 建立配電網負荷優化模型；
[0006] 基于遺傳算法對配電網負荷優化模型進行優化，獲得配電網重構方案。
[0007] 上述建立配電網負荷優化模型包含：
[0008] 建立配電網負荷拓撲結構；
[0009] 建立目標函數；
[0010] 確定約束條件。
[0011] 上述建立目標函數的方法包含：
[0012] W網損最小為目標函數；
[OOU]配電網損的計算公式PLoss如式（1)所示；
(1)
[001引式（1)中:nb為配電網的支路數;ri為第i支路的電阻;/,為流過第i條支路的電流； ki為開關(節點）i的狀態，ki = 0表示分斷，ki = l表示閉合；
[0016] 通過潮流計算得到配電網損化OSS。
[0017] 上述約束條件包含:支路容量約束和節點電壓約束；
[0018] 上述支路容量約束為流經支路的功率不能大于該支路的最大功率，如式(2)所示：
[0019] Pij < Pij^ax
[0020] 化j 含 Qij max (2)
[0021] 式（2)中，Pij、Pij max分別為支路i-j的有功功率和支路i-j的有功最大值;Qij、 Qij max分別為支路i-j的無功功率和支路i-j的無功最大值；
[0022] 上述節點電壓約束為節點的電壓不能超過該節點允許通過的電壓上下限，如式 (3)所示：
[002；3]Uimin^i^imax(3)
[0024] 式(3)中，Ui、Ui min、Ui max分別為節點i的電壓、節點i的電壓最小值和節點i的電壓 最大值。
[0025] 上述基于遺傳算法對配電網負荷優化模型進行優化的方法包含：
[0026] 配電網的初始網絡編碼生成染色體；
[0027] 解碼染色體獲取染色體的適應度；
[0028] 根據適應度選擇用于繁殖子代的父本個體；
[0029] 父本個體先后進行交叉操作和變異操作；
[0030] 重復迭代輸出適應度最高的染色體及對應重構方案。
[0031] 上述配電網的初始網絡編碼生成染色體包含：
[0032] 配電網絡采用廣度優先生成樹算法產生一個初始網絡；
[0033] 該初始網絡進行編碼生成一個染色體；
[0034] 該染色體通過變異算子生成N個染色體，N個染色體構成遺傳算法的初始群體，N為 偶數；
[0035] 其中，每個染色體對應一個能實現運行的福射狀配電網。
[0036] 上述解碼染色體獲取染色體的適應度包含：
[0037] 所有染色體根據編碼的逆過程進行解碼；
[0038] 所有染色體經過潮流計算獲取初始網絡的網損;每個染色體所獲得網損的倒數取 為該染色體的適應度；
[0039] 其中，若初始網絡的節點電壓與線路功率越限，則染色體的適應度取為零。
[0040] 上述根據適應度選擇用于繁殖子代的父本個體包含：
[0041] 適應度高于預設闊值的染色體W精英保留的方式直接復制到子代，精英保留的個 數為M，M為偶數；
[0042] 適應度低于預設闊值的染色體W半隨機半最優的方法選擇(N-MV2個用于繁殖子 代的父本個體。
[0043] 上述父本個體先后進行交叉操作和變異操作包含：
[0044] 偶數個父本個體逐對按交叉算子進行交叉操作；
[0045] 交叉操作后，對交叉得到的個體按變異算子進行變異，完成繁殖得到子代染色體 群；
[0046] 其中交叉率設為0.5;變異率設為1。
[0047] 上述重復迭代輸出適應度最高的染色體及對應重構方案包含：
[0048] 重復解碼染色體獲取染色體的適應度、根據適應度選擇用于繁殖子代的父本個 體，及父本個體先后進行交叉操作和變異操作，進行迭代；
[0049] 判斷適應度最高的染色體是否持續保持子代不變，若是則停止迭代輸出適應度最 高的染色體及其對應的重構方案;若否則繼續進行迭代。
[0050] 本發明一種配電網重構方法和現有技術相比，其優點在于，本發明基于遺傳方法 對配網進行重構，通過改變開關的狀態進行負荷重構，降低配電網的線損，提升效益，提高 供電可靠性和安全性。
【附圖說明】
[0051] 圖1為本發明配電網重構方法的方法流程圖；
[0052] 圖2為IEEE標準3饋線16節點配電系統的拓撲圖；
[0053] 圖3為基于遺傳算法對配電網負荷優化模型進行優化的流程圖。
【具體實施方式】
[0054] W下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。
[0055] 如圖1所示，本發明公開了一種基于遺傳方法的配電網重構方法，該方法具體包含 W下步驟：
[0化6] S1、建立配電網負荷優化模型。
[0化7] SI. 1、建立配電網負荷拓撲結構。
[0058] 首先對配電網資料收集:確定分析的對象，節點數、線路數、開關數，W及線路和節 點參數，包括線路電阻，節點有功負荷和無功負荷。
[0059] 然后分析并畫出系統的拓撲結構圖，確定開關的位置、各個節點及開關狀態，W及 線路和節點參數。
[0060] 如圖2所示，為IE邸標準3饋線16節點配電系統的拓撲圖。其中，序號（1)-(16)表示 負荷，序號1-16表示開關，重構前的開關狀態是:開關4、11和13斷開，其余開關均閉合。
[0061] SI. 2、建立目標函數，其包含：
[0062] SI.2.1、W網損最小為目標函數。
[0063] Sl. 2.2、配電網損的計算公式化OSS如式（1)所示；
(1)
[0065] 式（1)中：nb為配電網的支路數;ri為第i支路的電阻；為流過第i條支路的電流； ki為開關(節點）i的狀態，ki = 0表示分斷，ki = l表示閉合；
[0066] Sl.2.3、通過潮流計算得到配電網損化OSS。
[0067] SI. 3、確定約束條件。約束條件包含:支路容量約束和節點電壓約束。
[0068] 支路容量約束為流經支路的功率不能大于該支路的最大功率，如式(2)所示：
[0069] Pij < Pij "ax
[0070] Qu < Qij max (2)
[0071] 式（2)中，Pij、Pij max分別為支路i-j的有功功率和支路i-j的有功最大值;Qij、 Qij max分別為支路i-j的無功