[发明专利]一种基于安全域的配电系统网络重构方法

说明书

本发明公开了一种基于安全域的配电系统网络重构方法，所述配电系统网络重构方法包括以下步骤：根据配电系统安全域、安全边界方程构建配电系统安全域的安全性指标；根据所述配电系统安全域的安全性指标、结合遗传算法获取网络重构模型，通过所述网络重构模型对配电系统网络进行重构，获取全网最终的开关状态。本方法采用改进的遗传算法求解网络重构模型，可以避免个体“早熟”，收敛效果较好，算法较为稳定。本方法为配电网安全域理论的应用提供新思路，对于N‑1要求严格的大规模互联城市配电网的优化运行，尤其具有较好的指导作用。

技术领域

本发明涉及配电系统优化运行领域，尤其涉及一种基于安全域的配电系统网络重构方法。

背景技术

配电网网络重构(Distribution Network Reconfiguration,DNR)指通过开关操作以调整网络结构，是提高配电系统运行安全性与经济性的重要手段。

DNR数学本质上是一个多约束的组合优化问题。在模型的优化目标与约束方面，传统DNR的目标主要包括：降低网损、均衡负荷、提高电压质量，而约束则为正常状态运行约束以及网络的辐射结构约束。在算法方面，由于多约束的组合优化问题求解困难，大量研究致力于提高求解算法的速度与精度，以满足网络重构的实际应用需求；特别是以遗传算法为代表的智能算法，取得了很好的效果。

随着用户对供电可靠性要求的不断提高，安全、可靠逐渐成为DNR的目标或约束。可靠性的本质是系统各个时间断面的安全性的积分，指标较多且体系成熟，方便用于网络重构的目标函数，例如：系统平均停电次数(SAIFI)等。基于可靠性的DNR对计算速度要求不高，更加适合应用在电网规划领域；而安全性更关注系统某一个时间断面的运行状态，基于安全性的DNR面向系统的实时调度与监控，对计算速度要求较高。

长久以来，基于安全性的DNR研究较少，主要是由于：1)传统安全性分析采用N-1逐点仿真法，在配电网规模较大时，逐点法计算速度较慢，若直接将N-1分析过程加入DNR模型，则会进一步增加网络重构计算的难度；2)现有安全性指标多为N-1故障发生后的系统失负荷量，而正常运行时DNR的目标是对电网进行预防或优化控制，需要能够反映当前电网安全信息的指标。

发明内容

本发明提供了一种基于安全域的配电系统网络重构方法，本发明将安全域理论应用于配电系统网络重构中，为面向安全性的配电网实时调度与优化控制提供方法，详见下文描述：

一种基于安全域的配电系统网络重构方法，所述配电系统网络重构方法包括以下步骤：

根据配电系统安全域、安全边界方程构建配电系统安全域的安全性指标；

根据所述配电系统安全域的安全性指标获取网络重构模型，通过所述网络重构模型对配电系统网络进行重构，获取全网最终的开关状态。

所述根据配电系统安全域、安全边界方程构建配电系统安全域的安全性指标的步骤具体为：

获取单条馈线安全距离；

通过所述单条馈线安全距离分别获取平均馈线安全距离、以及最小馈线安全距离。

所述根据所述配电系统安全域的安全性指标、结合遗传算法获取网络重构模型的步骤具体为：

将环形接线上的所有开关集合作为一个基因块，各条环形接线的基因块组成染色体；

将配电网的网损百分比作为适应度函数，通过所述单条馈线安全距离的约束影响适应度函数的取值，对染色体进行筛选；

通过限制交叉和变异操作产生新的个体，同时使得网络重构后的电网拓扑结构保持辐射运行特性；

通过最优个体保存策略提高算法的收敛速度。