基于SMU的配电网网络重构方法研究

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1 引言

随着社会的发展电网的建设逐步增加,配电网的网架结构变得愈发复杂,对于网络节点较多,负荷密度较大且分布不均与的地点,电网的网络损耗及电压变化不均匀,为了解决网架结构不合理等问题,采用网络架构重构法进行计算。

网络架构重构法对于电网有着重要的意义,国内外均有研究,首先有采用多目标优化模式进行优化采用潮流计算,网损约束进行优化；或者采用最优化潮流计算等方式进行计算。上述方法均考虑电网的某些方面,对于复杂的网络结构考虑不是很清晰,这就需要采用链式计算方式进行配电网网架重构计算。

2 链表型配网潮流

配电网的网架结构更多像一个链表,可以通过不同的形式改变网架特点,双向链表更多是类似于电网的联络节点,通过遍历访问所有的潮流节点查询功率因数以及开关状态。

链表中每个点的等效结构图如图1所示,包含路阻抗(Z),节点功率(P＋jQ),节点电压(V),及电流(I_load)。

图1 链表等效电路图

在建立好配电网后便可进行潮流计算,本文采用的方法如图2所示

通过链表的支路电流计算：cal_I_line(T),接着计算出母线节点电压,最后根据所给电压差进行负荷的比对,得到最终的结果

图2 潮流计算流程

3 单树图开关操作

配电网网架结构重组采用多棵树之间的操作,其中对于多链状结构的开关操作可以采用SMU方式进行,如图3所示

图3 单树网络图

对于SMU操作过程如下：

(1) 选一个分段开关的点称为s点；

(2) 选一个通过s点的节点称为q点；

(3) 闭合开关q－s,同时断开s点与其连接点的开关；

对于图3所示树状图,如选了6为s点,则q点为4,闭合开关4－6,同时断开5－6,则SMU操作完成。

这样通过使用SMU操作便可实现网络架构的重组变换

4 网络重构的数学模型和约束条件

本文在考虑配电网电网重构时主要为了减少电网损耗和优化潮流分布,在考虑最优因子的时候,主要考虑以下几个方面,满足各部最优的多目标优化方法。

i＝1,2,3,4…n

式中：Total_Loss,V_min,I_max为总线损,最低电压,最大电流限制

其计算步骤如下所示

1：随机生成种群P(通过SMU操作,计算潮流)

2：计算适应度函数：

标准化目标函数值

j＝1,2,3.i＝1,2…n

3：环境选择：循环以下三步直到收敛：

(1)选择函数值最小的变量G*；

(2)将函数最小变量G*从种群中剔除；

(3)修正适应度函数：

4：如超过指定迭代次数或达到最优解,则循环结束得到最优结果P；

5：将P中的解进行SMU,并计算潮流,返回步骤2,直到得到最后的结果。

5 算例分析

本文算例通过GCC作为编译器的编译环境下运行,采用PG&E69节点配电系统,母线出线电压为12.66kV,有功3802.19kW,无功2694.60kVar,5个联络开关,进行60次循环,相对于其他文献中的计算方法其结果如表1所示。本文更有优势

表1 PG&E69节点计算结果比较

6 结论

本文以链表实现的配电网建立架构,通过SMU操作快速进行网络重构,在多目标优化下采取进化算法,在短时间内寻找到最优解。