[發明專利]一種用于配電網故障后重構的方法

有效

• 申請號: 201110343407.0
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102509153A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 于輝;劉海濤;劉軍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域：

本發明涉及電力系統及其自動化領域，具體設計一種用于配電網故障后重構的方法。

背景技術：

配電網故障后重構是在保證配電網絡滿足各種約束條件的前提下，通過網絡重構將盡可能多的斷電負荷轉移到正常供電區域，同時實現重構操作時間最短和重構后網絡運行的經濟性。

進行配電網故障后重構時，需要考慮以下問題：

1)將盡可能多的非故障停電區恢復供電；

2)開關動作次數盡可能少，操作時間盡可能短(同時考慮手動開關與遙控開關在動作時間上的不同)；

3)重構后的配電網絡有功損耗最小；

4)保持配電網絡呈輻射狀；

5)確保母線電壓和支路電流在允許范圍內；

6)當不能恢復全部非故障停電區負荷供電時，優先恢復重要負荷的供電；

7)故障恢復算法的計算時間要盡可能的短、收斂可靠。

因為配電網故障后重構是一個多目標、多約束、混合組合優化問題，現有算法要么以單一函數為目標；要么借助權重系數將多目標問題簡化為單目標問題進行處理，然后采用單目標的優化技術求解，這些方法普遍存在以下幾個缺點：①多個目標函數之間量綱不同，難以統一。為了避免其中的一個目標函數支配其他目標函數，精確的給出所有目標函數的標量信息，就必須有每一個目標的全局先驗知識，計算量巨大，很難實現。②加權值的分配帶有較強的主觀性。由于是人為規定各個目標函數的權值，因此帶有很大的主觀性。③加權的目標函數之間通過決策變量相互制約，拓撲結構十分復雜。④最終優化目標僅為各目標之和，各目標的優化進度不可操作。這樣在配電網故障后重構模型研究方面，不能很好的滿足故障后重構的本質要求。

發明內容：

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于配電網故障后重構的方法，首次將基于快速分類的非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)應用于配電網絡重構，該方法無需將多目標函數轉化為單目標函數，而是保持問題的多目標本質進行求解，給出的方法能夠更好的體現配電網故障后重構的要求。

本發明提供的一種用于配電網故障后重構的方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟：

(1)構建配電網故障后重構的多級目標函數；

(2)確定約束條件；和

(3)利用非支配排序遺傳算法進行配電網故障后重構。

本發明提供的第一優選方案的方法，其改進之處在于，步驟(3)所述利用非支配排序遺傳算法進行配電網故障后重構的方法包括如下步驟：

1)參數編碼；

2)產生初始父代種群P₀；

3)網絡輻射形校驗；

4)對所述種群P₀中每個個體所代表的網絡進行計算；

5)產生初始子代種群Q₀；

6)令P_t＝P₀，Q_t＝Q₀；P_t和Q_t分別標記第t代的父代種群和子代種群；

7)將第t代產生的新種群Q_t與父代P_t合并組成R_t，種群大小為2N；

8)對R_t內的個體進行非支配排序；

9)下一父代種群的產生；

10)下一子代種群的產生；

11)收斂性判斷；

12)最優重構方案的選擇。

本發明提供的第二優選方案的方法，其改進之處在于，步驟(1)所述目標函數為多級目標函數，包括優先級由高到低依次為失電區域最小化、手動開關動作次數最小化、遙控開關動作次數最小化和重構后網絡損耗最小化。

本發明提供的第三優選方案的方法，其改進之處在于，步驟(2)所述約束條件包括：

a).確保重構后配電網保持輻射形；算法執行過程中通過寬度優先搜索進行網絡輻射形的校驗。

b).節點電壓約束：U_min＜U_j＜U_max；和

c).支路電流約束：I_min＜I_j＜I_max。

本發明提供的較優選方案的方法，其改進之處在于，

所述失電區域最小化的公式為：