[发明专利]一种快速获取环形配电网中辐射状拓扑结构的编码方法

说明书

本发明涉及一种快速获取环形配电网中辐射状拓扑结构的编码方法，采用如下步骤：1)获取环网开关，所述的环网开关是闭合配电网中所形成环网中的所有的开关，包含分段开关和联络开关，配电中的可行拓扑结构用断开开关变量表示；2)简化环网；3)根据环网确定原则形成环路‑开关矩阵；4)根据所设计的有效编码方法的变量选择原则确定编码空间中的变量；5)固定矩阵中的对角元素，按照开关选择原则，得到多个可行拓扑结构的解集空间；6)分析每个变量中所涉及的开关数目，确定每个解集空间中开关组合数。上述方法对拓扑结构进行了简化，降低了网络规模，缩短了编码长度，减少了参数的个数，使计算变得简单。

技术领域

本发明涉及电力系统优化工程领域，尤其涉及一种快速获取环形配电网中辐射状拓扑结构的编码方法。

背景技术

配电网拓扑结构决定了配电系统的运行方式，它将对电力系统的供电可靠性、经济性和投资等有很大影响。现代配电网的拓扑结构可以通过改变分段开关和联络开关改变网络结构。正常或异常运行时，为了实现系统损耗最低、故障快速修复等目标，通常在配电网保持辐射状运行的约束条件下寻找一个最优的拓扑结构。

在现代配电网中往往含有大量的分段开关和联络开关，改变这些开关的状态，通常会产生许多不同的拓扑结构。利用优化搜索方法从这些拓扑解中获得一个满足约束条件和运行目标的最优拓扑结构就成为了研究热点。一个最佳网络配置的设计是一个多目标、多约束组合优化问题，可能需要分析多个开关向量的状态，然后找到一个新的适当的配置。编码方案，作为解决这个优化问题的基础，用一系列的实数组合代码表示网络中所有可能的拓扑结构，这些拓扑结构也可以称之为拓扑解集。编码空间取决于系统中拓扑结构的个数，个数越多则表示编码空间越大，从大规模的编码空间中搜到一个最优解需要很长的时间。此外，编码空间可能存在一定数量的不可行解，这就要求在搜索过程中必须针对每个解执行有效性检验，从而增加了搜索算法的复杂性。因此一种良好的获取配电网中拓扑解集的编码方案，对提高优化方法的效率和缩短收敛时间有明显的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种快速获取环形配电网中辐射状拓扑结构的编码方法，可以用于配电网优化算法中解集空间的确定，其产生的拓扑解只限定在可行的范围内，降低了优化算法中的寻优空间，且不需要针对每个解进行拓扑放射性(有效性)检验，减少了算法的运行时间。

本发明所采用的技术方案为：所述方法采用以下步骤实现：

1)环网开关的获取，所述的环网开关是闭合配电网中所形成环网中的所有的开关(包含分段开关和联络开关)，配电中的可行拓扑结构用断开开关变量表示；

2)简化环网；

3)根据环网的确定原则形成环路-开关矩阵；

4)根据所设计的有效编码方法的变量选择原则确定编码空间中的变量；

5)固定矩阵中的对角元素，按照开关选择原则，得到多个可行拓扑结构的解集空间。

6)分析每个变量中所涉及的开关数目，确定每个解集空间中开关组合数。

其中，步骤1)，环网开关的获取是根据闭合初始配电网中的所有开关，保留形成回路的开关，处于回路外的开关不参与编码。

步骤2)，环网中n个节点之间的邻接矩阵：

A＝(α_ij)_n×n

这里，a_ij＝0表示两个节点之间没有支路开关，α_ij＝1则表示两个节点之间存在有支路开关。然后保留D_vi≥3的T节点，且两个T节点之间的开关合并开关链。