[发明专利]考虑开关短时连续动作约束的配电网动态重构方法

权利要求书

1.一种考虑开关短时连续动作约束的配电网动态重构方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)读取待进行动态重构的配电网在待重构时段区间内的负荷数据；

2)根据以上述负荷数据为基础经潮流计算后得到的各节点电压波动偏差指标值对整个重构时段区间进行时段划分；

3)建立经过上述时段划分的配电网动态重构的数学优化模型；

4)求解上述配电网动态重构的数学优化模型，获得最终的开关操作方案；

在步骤2)中，所述的根据以上述负荷数据为基础经潮流计算后得到的各节点电压波动偏差指标值对整个重构时段区间进行时段划分的具体方法如下：

步骤2.1)首先以配电网各时点的负荷数据为基础，通过潮流仿真，得到配电网各时点下各节点的电压标幺值：

V_t^T＝{v_1,t,v_2,t,...,v_n,t}

V＝{V₁,V₂,...,V_N}

式中：V_t为t时点下节点电压向量；v_i,t为t时点下节点i的电压幅值；V为总的节点电压矩阵；

步骤2.2)然后根据上述各时点下各节点的电压标幺值分别计算每一个节点在相邻时点间的电压变化量：

Δv_i,t＝v_i,t+1-v_i,t

ΔV_t+1^T＝{Δv_1,t,Δv_2,t,...,Δv_n,t}

ΔV＝{ΔV₁,ΔV₂,...,ΔV_N}

式中：△v_i,t为节点i在t+1时点相对t时点的电压变化量；△V_t+1为t+1时点相对t时点的节点电压变化量向量；△V为总的节点电压变化量矩阵；n为节点总数；N为时段划分前的时点总数；

步骤2.3)从上述电压变化量中分别找出相邻时点间电压变化量中的最小值，并将该值作为一个电压变化基准值：

v_t'＝min(ΔV_t)＝min{Δv_1,t,Δv_2,t,...,Δv_n,t}^T

式中：v_t’为所有节点在t+1时点相对t时点的电压变化量的最小值；

步骤2.4)将每个相邻时点间的节点电压变化量减去上述电压变化基准值，得出相应的该相邻时点间的电压相对变化量：

式中：为节点i在t+1时点相对t时点的电压相对变化量；为节点电压相对变化量向量，为总的节点电压相对变化量矩阵；

步骤2.5)将上述每个相邻时点间的各节点电压相对变化量求平方和，并定义该值为电压波动偏差指标值；

步骤2.6)将上述电压波动偏差指标值E(t)从大到小进行排序，依次选择电压波动偏差指标值大的时点作为重构起始点，即划分后每个时段的起点，由此将整个区间划分成M个时段，完成对配电网动态重构的时段划分；

在步骤3)中，所述的建立经过上述时段划分的配电网动态重构的数学优化模型的具体方法如下：

经过上述时段划分的配电网动态重构的数学优化模型是在满足配电网约束条件下以整个重构时段区间内的综合运行费用最小作为目标函数；其中综合运行费用包括网损费用与开关操作费用两部分；所述的网损费用为：

式中：F为整个重构时段区间内配电网的综合运行费用；N为时段划分前的时点总数；B_pi为时段i的电价；P_i是配电网在时段i的有功损耗；Δt_i为时段i的持续时间；

对开关单次操作费用进行函数化处理，函数化处理后的开关单次操作费用为：

B_s,c＝B_s(1-2x)¹⁰

式中：B_s为开关单次操作标准费用；x为规定的间隔时间内的开关操作次数；D为规定的间隔时间；s_j,k为时点k时开关j的状态；

此时，开关操作费用为：

式中：NB为可操作开关总数；B_s,c为在时段c时操作一次开关的费用；s_j,c为时段c时开关j的状态；

此时，配电网动态重构的优化目标函数为：

动态重构后的配电网应满足的约束条件如下：

1)配电网潮流方程约束

2)节点电压约束

U_i,min≤U_i≤U_i,max

3)支路容量约束

|P_ij|≤P_ij,max

4)支路电流约束

|I_ij|≤I_ij,max

5)配电网辐射状约束

重构后配电网需保持辐射状，不能出现环路与孤岛；

6)单个/所有开关的动作次数约束

式中：P_i与Q_i为节点i的注入有功和无功功率；P_DGi与Q_DGi为节点i上分布式电源的有功和无功出力；U_i与U_j分别为节点i与节点j的电压幅值；G_ij与B_ij分别为节点i与节点j间的网络电导和电纳；θ_ij为节点i与节点j间的相角差；U_i、U_i,min、U_i,max分别为节点i的节点电压幅值、节点电压幅值下限和上限；P_ij、P_ij,max分别为节点i与节点j间支路的支路功率及支路功率幅值上限；I_ij、I_ij,max分别为节点i与节点j间支路的支路电流及支路电流幅值上限；s_j,max为开关j的最大操作次数；s_max为所有开关的总操作限制次数。

2.根据权利要求1所述的考虑开关短时连续动作约束的配电网动态重构方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的求解上述配电网动态重构的数学优化模型，获得最终的开关操作方案的具体方法如下：

采用改进的二进制粒子群算法求解上述配电网动态重构的数学优化模型，通过粒子群迭代获得最终开关操作方案；对于划分成M个时段的整个重构时段区间，那么粒子的编码设置为一个M*NB的矩阵，矩阵的第i行第j列代表了第i个时段时配电网第j个支路的状态，0代表支路断开，1代表支路闭合。