[发明专利]基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法

权利要求书

1.一种基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)对配电网网络结构进行简化，生成支路组；

2)根据生成的支路组建立配电网优化模型，该配电网优化模型包括目标函数、约束条件；

3)利用基于全光滑牛顿法求解配电网优化模型，获得配电网重构方案。

2.根据权利要求1所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，所述的配电网优化模型中以网损最小为目标函数，网损f(x)的计算方法为：

其中，k_i为支路i的开合状态，0表示断开，1表示闭合；r_i为支路的电阻值；I_i为支路i的传输电流幅值，N_L为支路数量。

3.根据权利要求2所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，所述的约束条件包括等式约束、不等式约束和辐射状拓扑结构约束；

等式约束包括有功功率潮流平衡方程和无功功率潮流平衡方程：

其中，N为节点数目；G_ij、B_ij为节点i、j之间的电导和电纳；θ_ij为节点i、j之间的电压相位差；P_Gi、Q_Gi分别为节点i发电机注入有功和无功功率；P_Di、Q_Di分别为节点i的有功和无功负荷；

不等式约束包括节点电压模值上下限约束、支路容量约束、变压器容量约束：

其中，N为节点数目；U_i、U_i、分别为节点i的电压幅值及下限和上限；I_i、分别为支路i的传输电流幅值及上限，N_L为支路数量；I_t、分别为变压器t的传输电流幅值及上限，N_T为变压器数量；

辐射状拓扑结构约束为：

g∈G (4)

其中，g为当前网络状态，G为所有允许的辐射状网络的集合。

4.根据权利要求3所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，所述的步骤1)中的优化模型简化为由目标函数、等式约束和不等式约束组成的模型为：

f(x)为目标函数，g(x)为等式约束条件，h(x)为不等式约束条件。

5.根据权利要求4所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，对简化后的优化模型进行求解的方法为：将对简化后的优化模型的求解转化为对一个光滑非线性方程组的求解；该光滑非线性方程组的表示方法如下：

6.根据权利要求5所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，在对光滑非线性方式组进行求解时包括如下步骤：

6-1)使用光滑函数对光滑非线性方程组中的约束条件进行松弛，得到：

6-2)引入光滑函数对约束条件中再次进行松弛，从而得到：

6-3)将式(7)和式(8)带入光滑非线性方程组中得到系数矩阵H(z)，令H(z)＝0，求出所有可行解，再从所有可行解中筛选出符合辐射状网络约束条件的可行解，即可得到配电网优化模型的解。

7.根据权利要求6所述的基于互补约束全光滑牛顿法的配电网重构方法，其特征在于，所述的辐射状网络的判断方法为：判断配电网中是否存在环路或孤岛；若不存在，该配电网即为辐射状结构；

环路的判断方法为：除电源点作为根节点外，每一个节点对应一个父节点，如果子链表中某节点出现的次数大于等于2次，则表明该节点有多个父节点，即出现了环路。

孤岛的判断方法为：对于含有N个节点的网络，正常运行情况下子链表中应有N-1个节点，如果少于N-1，则说明出现了孤岛。