[发明专利]一种基于最大供电能力的智能主动配电网重构方法

说明书

技术领域

本专利属于电力系统自动化领域，特别涉及一种基于最大供电能力的智能主动配电网重构方法。

背景技术

配电系统作为联系发、输电系统和终端用户的重要纽带，直接面向终端电能用户，是保证供电质量、提高电网运行效率、创新用户服务的关键环节之一。随着配电管理和配电自动化系统的不断完善，需要对不断变化的配电网运行状态进行实时监控及评估，给出当前运行方式下配电网的最大供电能力指标，在到达配网运行安全裕度警戒线时采取相应的控制措施，以提高网络运行的安全性。通过配电网的主动重构可在满足网络运行经济性的同时，使配电网实时拥有当前运行状态下的最大供电裕度，有效提升配电网运行的可靠性和安全性。

配电网的最大供电能力是指配电网在满足支路功率约束和节点电压约束的条件下所能供给的最大负荷，它由配电网的拓扑结构、负荷水平以及负荷增长模式所决定，而不考虑稳定极限。配电网供电能力评估的本质是在给定的运行方式及负荷增长模式下求取一临界点，在该临界点恰好有一约束起作用，当负荷有一微小增长，越过该临界点时将有越限发生，该临界点就对应着配电网的最大供电能力，最大供电能力与当前所供应负荷之差即为剩余的供电裕度。临界点的求取方法很多，序列潮流法是有效方法之一，其基本思想是通过不断增大系统的负荷，并反复进行潮流计算来确定系统所能供应的最大负荷，如果没有支路发生功率越限或者母线发生电压越限，则增加系统负荷进行潮流计算，直到增加很小的负荷就会导致支路发生功率越限为止。

配电网重构是指在满足线路电压、电流及配电网保持辐射状运行等要求的前提下，通过改变网络中开关的闭合状态来优化配电网运行结构，从而达到降低配电网有功损耗、改善节点电压偏移、消除线路过载、提高配电网供电能力等目的。

配电网重构的研究，国内外都己经有比较多的成果。在近几年的研究成果中，出现了很多不同的方法应用于重构问题。这些优化方法可大致分为：传统数学方法、启发式方法、智能优化算法以及混合算法等。

1)传统的数学优化算法：数学优化方法是将配电网重构问题用数学模型进行描述，然后通过一定的算法求解，从而得到不依赖网络初始结构的优化结果。配电网重构问题属于大规模网络的组合优化问题，试图用数学优化解析的方法寻找到全局最优解时，一般都需要进行简化和近似处理。

2)启发式方法：启发式方法是以直观分析为依据的算法，通常根据一定的原则，逐步迭代直到得到满意的重构结果。配电网重构中运行的启发式算法主要有最优留模式算法(OFP)，支路交换法(BEM)等。

3)智能优化算法：基于随机化技术的智能优化算法近些年在优化领域得到迅速的发展，并得到了日益广泛的应用。智能优化算法在配电网重构中的应用的成果中，主要有如下算法：人工神经网络算法，模拟退火算法，禁忌搜索算法，蚁群算法，粒子群优化算法，遗传算法等。

粒子群优化((Particle Swarm Optimization，PSO)算法是Kennedy和Eberhart博士于1995年提出的一种新的群体智能演化计算方法，主要是基于对鸟群、鱼群的模拟，这些算法研究通常被称为群体智能技术的研究。通常情况下自然界单个生物并不表现为智能的，但是整个生物群体却表现出超凡的处理复杂问题的能力，群体智能算法就是研究这些群体行为在人工智能中的应用。配电网重构即通过改变配电网中存在的众多开关不同的开合状态来实现降低网络有功损耗等目的。因此以二进制编码0和1来分别对应于网络中开关的开和合的状态是很合适的。由于配电网运行有其自身的特点，配电网为闭环设计开关运行的辐射状运行方式，并且要确保配电网中每一个负荷点都能够被供电，即电网中不存在“孤岛”。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于最大供电能力的智能主动配电网重构方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于最大供电能力的智能主动配电网重构方法，包括步骤如下：

（1）初始化以配电网最大供电能力为目标重构所需要的参数；

（2）调用初始种群生成子模块；

（3）更新粒子位置和速度；

（4）进入序列潮流计算模块计算；

（5）判断当前群体是否是最优最好的，如果是则进入下一步，如果不是则继续更新粒子的位置和速度，重复(4)～(6)步骤，直到达到群体最优结果同时迭代次数达到设定的最大值后输出重构优化结果；