[發明專利]一種配電網綜合重構優化方法

有效

• 申請號: 201710001251.5
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106655174B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉志堅;嚴俊;陳莎;張函
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/18;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種配電網綜合重構優化方法，其特征在于：包括如下步驟：

一、改進Kruskal算法

(1)改進Kruskal算法的目標函數如下所示：

式中，P_loss為系統中的有功損耗；ΔP為支路的有功損耗；m為系統的支路總和；

(2)改進Kruskal算法的約束條件

容量約束如下所示：

S_i≤S_imax

式中，S_i為支路i或者標號為i變壓器的負載能力；S_imax為支路i或者標號為i變壓器的最大負載能力；

節點電壓約束如下式所示：

U_imin≤U_i≤U_imax

式中，U_i為節點i的電壓值；U_imin，U_imax為節點i的電壓最小值和電壓最大值；

潮流約束如下式所示：

式中，P_i，Q_i，U_i為流入標號為i的節點內的有功功率，無功功率，及其電壓大小；G_ij，B_ij，θ_ij為節點標號i，j支路間的電導，電納，相角差；n為系統的總節點數目；

無環路及孤立節點：

式中，s_ij為線路的狀態變量，n_b是節點總數，Ω_l是支路集合，

配電網重構問題求解的最優值是符合目標函數的最小生成樹T，用l(e_ij)來表征邊e的權值，e∈E，那么全部負荷節點和根節點的最小生成樹T可以用下述方程式來表達：

以網損為權值時，l(e_ij)＝ΔP_ij

式中，ΔP_ij為支路ij的損耗值；T為權值和最小的支路形成的樹；

二、無功優化

(1)無功優化目標函數：

上式中：

ΔU＝U_imax-U_imin

ΔQ_G＝Q_Gjmax-Q_Gjmin

式中，P_loss為系統的有功損耗；U_i，U_j分別表示節點i和節點j的電壓值；G_ij為節點i和節點j之間的導納值；B_ij為節點i和節點j之間的電納值；δ_ij為節點i和節點j之間的功角差；ΔU為節點電壓上下限的差值；U_imax，U_imin分別為節點電壓i的上限值和下限值；ΔQ_G為發電機輸出無功上下限的差值；Q_Gjmin，Q_Gjmax為發電機標號為j的實際無功輸出的下限和上限；Q_Gj為發電機輸出無功；ΔU_i為節點i電壓越限值；ΔQ_Gj為發電機無功輸出越限值；N，M分別為負荷節點數量，發電機節點的數量；λ_V，λ_Q分別為節點電壓越限時選取的罰系數；

(2)無功優化約束條件：

控制變量的約束條件如下：

式中，U_Gimin，U_Gimax為發電機標號為i的電壓下限和上限；U_Gi為發電機標號為i的電壓；T_imin，T_imax為變壓器標號為i在變比選擇時檔位的下限和上限；T_i變壓器標號為i的變比；Q_Cimin，Q_Cimax為無功補償時選擇的標號為i電容器接入容量的下限和上限；Q_Ci為無功補償時選擇的標號為i電容器接入容量；N_G，N_T，N_C為發電機機可調機組的節點集合，全部有載調壓電力變壓器的支路組成的集合，全部的無功節點組成的集合；

狀態變量的約束條件如下：

式中，Q_Gjmin，Q_Gjmax為發電機標號為j的實際無功輸出的下限和上限；Q_Gj為發電機輸出無功；U_imin，U_imax為PQ節點i電壓的下限和上限；U_i為節點i的電壓值；

潮流約束：

式中，P_i，Q_i，U_i為流入標號為i的節點內的有功功率，無功功率，及其電壓大小；G_ij，B_ij，θ_ij為節點標號i，j支路間的電導，電納，相角差；n為系統的總節點數目；

三、結合改進Kruskal算法和無功優化

使用來回交叉迭代的方法逐步逼近優化解，具體步驟如下：

1)對配電網進行潮流計算；

2)采用改進Kruskal算法對配電網進行重構；

3)在重構的基礎上采用粒子群無功優化的算法對配電網進行無功優化；

4)無功優化后形成新的參數網絡，線路網損減小，以無功優化后的網損權值再次采用改進Kruskal算法對配電網進行重構；

5)滿足收斂最優解，輸出重構優化結果；若不滿足，重復3)—4)步驟。