[发明专利]一种配电网网络重构的开关分组方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种配电网网络重构的开关分组方法。

背景技术

近年来，配电自动化发展迅速，为了提高配电系统运行的安全性和经济性，对配电网进行分析与决策的常用分析技术有：

1）网络重构。配电网络重构是指确定哪些联络开关需要闭合、哪些分段开关需要打开，以此来改变网络的拓扑，以影响网络中的功率流动，达到网络优化的目的。其目标可以是最小化系统有功功率损耗、最小化系统能量损耗、平衡系统负荷、提高系统可靠性、提高系统电压的稳定性等其中的一个或多个目标的组合。

2）潮流计算。配电网潮流计算是根据网络拓扑、根节点电压、馈线负荷计算网络各节点电压幅值和相角，并给出全网网络损耗。由于配电网元件R／X值较高的特点，输电网成熟的潮流计算方法已经不再适用于配电网，常用的配电网潮流算法根据状态量的不同分为母线功率型、母线电流型、支路功率型和支路电流型等。

现有的配电网网络重构都是基于所有可操作开关的组合方案，建立目标函数，考虑约束条件，利用数学寻优、人工智能等算法求解最优方案，计算量大，计算速度慢。

配电网络含有大量的常闭和常开开关，一般闭环设计、开环运行，运行人员根据实际情况进行网络重构操作，以平衡各馈线的负载、消除过载、降低网损，从而提高网络的供电能力。在数学上，决定各个开关状态的网络重构问题是一个复杂的大规模非线性整数组合优化问题。配电网网络重构最基本的要求是不失去负荷，很多开关的任意组合是无效的，所以明确有效的开关组合范围，对于保证网络重构结果的有效性、避免无意义的优化计算具有重要意义。众多学者提出了很多方法解决配电网络重构问题，但随着智能配电网的发展，网络规模在不断的扩大，给优化算法造成了严重的“维数灾”问题，如何仅仅对有效的开关组合进行优化，是配电网网络重构急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是在保证对所有负荷供电的情况下，提出一种开关组合的方法，从而为配电网网络重构提供有效的基础数据，降低配电网网络重构的计算量，保证计算结果的有效性。本发明基于打开配电网中任一回路中的一个分段开关或者联络开关，这个回路将变成辐射状运行但不会失去负荷的基本物理原理，将配电网中所有断开的联络开关闭合，由此配电网中将形成若干个回路，将原来回路中断开的联络开关和分段开关都认为是这一回路中可断开的可操作开关，将一个回路中的可操作开关分为一组，将不同开关组之间的开关组合断开就是一种网络重构方案，这样就为配电网网络重构提供有效了的数据基础。本发明利用网络图论理论求解配电网中的基本回路，理论基础严格，首先通过网络拓扑分析，得到配电网的计算模型，对并联支路等值为一条并联等值支路，形成节点‐支路关联矩阵，并采用稀疏矩阵技术存储高度稀疏的关联矩阵，删除其中的辐射型支路，利用串联支路等值技术将串联支路等值为一条支路，得到低阶的节点—支路关联矩阵，这样就大大降低了利用网络图论理论求解基本回路的计算量，提高了计算速度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种配电网网络重构的开关分组方法，其特征在于，所述方法包括：

Ⅰ、闭合配电网络中联络开关；

Ⅱ、分析配电网中的基本回路；

Ⅲ、将基本回路中的可操作开关归为一组。

优选的，所述步骤Ⅱ包括：

（1）根据配电网网络拓扑结构，进行网络拓扑分析，形成计算模型；

（2）将并联支路等值为等值支路，更新计算模型，形成节点-支路关联矩阵A；

（3）判断A的列数；

（4）判断A中是否存在单端支路；

（5）判断A中是否存在多支路节点；

（6）降阶关联矩阵A；

（7）计算关联矩阵A。

进一步地，所述步骤（3）包括判断A的列数，小于3，表示该网络中的支路数小于3，无法构成环路，退出该算法流程。

进一步地，所述步骤（4）判断A中是否存在单端支路，存在则删除A中所有的单端支路，得到新的节点-支路关联矩阵A，返回步骤3。

进一步地，所述步骤（5）包括判断A中是否存在多支路节点，不存在，则A阵为一个单环路关联矩阵，A中所有列的支路构成一条环路，退出该算法流程。

进一步地，所述步骤（6）包括将对串联支路进行串联等值，求降阶关联矩阵。

进一步地，所述步骤（6）包括：

a、从A阵中的任意一双支路节点出发，从连接该节点的两条支路方向分别搜索下一个双向节点，直到遇到多支路节点为止，将搜索过的线路保存为双向链表K；