[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910342295.3
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN111864729A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉科研;盛萬興;孟曉麗;何開元;葉學(xué)順;刁贏龍;賈東梨;胡麗娟;董偉杰;唐建崗;呂琛;裴宏巖;唐巍;靳松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)北京市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法及裝置，包括：根據(jù)并行蟻群算法得到輻射狀配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；采用牛頓?拉夫遜法進(jìn)行對所有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行并行的潮流計算；潮流計算結(jié)束后獲得本次計算的網(wǎng)損，當(dāng)網(wǎng)損存在減小的情況時，繼續(xù)根據(jù)并行蟻群算法得到輻射狀配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直到網(wǎng)損不再減小，獲取網(wǎng)損最小時對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠運行于性價比較高的Hadoop集群上，實現(xiàn)了大規(guī)模配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的分布式并行求解與云計算平臺的無縫結(jié)合；具有較高的并行度，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題的快速求解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大規(guī)模配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著當(dāng)今社會對環(huán)境的關(guān)注，人們越來越希望電力系統(tǒng)在傳輸、分配等過程中能夠減少損耗。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是實現(xiàn)上述目標(biāo)的一種非常重要的手段。然而，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息量呈現(xiàn)爆炸性增長，給電力系統(tǒng)分析和計算帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。面對龐大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和急劇增加的數(shù)據(jù)量，傳統(tǒng)的串行算法已無法達(dá)到令人滿意的計算速度，影響電力系統(tǒng)的實時分析和控制。因此，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法迫切需要并行化。

云計算平臺(Cloud computing)能夠為大規(guī)模分布式并行計算提供高性價比的解決方案。云計算平臺一般基于價格較為便宜的PC機群，其計算和存儲資源具有可擴展性，能夠根據(jù)電網(wǎng)規(guī)模、數(shù)據(jù)量和求解算法的復(fù)雜度靈活地提供對應(yīng)的計算能力。多租戶使用模式(Multi-tenancy)既能提高平臺硬件資源的利用率，又利于用戶分?jǐn)偸褂贸杀尽４送猓朴嬎闫脚_均提供成熟的集群管理軟件和分布式并行程序的開發(fā)框架。這種情況下，用戶可以集中精力關(guān)注分布式并行算法的開發(fā)。由上述討論可知，基于云計算平臺實現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法的并行化具有較高的研究價值。

目前，絕大多數(shù)研究工作提出的并行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法只適用于專用并行機(群)。專用并行機通過對硬件資源的優(yōu)化能夠提供較高的并行計算性能。然而，其硬件拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與云計算平臺有著較大差異。這種情況下，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的差異，這些并行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法無法應(yīng)用于大規(guī)模配電網(wǎng)中。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法，該方法遵從Map-Reduce編程規(guī)范，具有較高的并行度，能夠運行于具有較高性價比的Hadoop集群上。

一種配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法，包括：

S1：根據(jù)并行蟻群算法得到輻射狀配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

S2：采用牛頓-拉夫遜法進(jìn)行對所有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行并行的潮流計算；

S3：潮流計算結(jié)束后獲得本次計算的網(wǎng)損，當(dāng)網(wǎng)損存在減小的情況時，繼續(xù)執(zhí)行S1，直到網(wǎng)損不再減小，獲取網(wǎng)損最小時對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述步驟S1：根據(jù)并行蟻群算法得到輻射狀配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ǎ?/p>

采用并行蟻群算法尋找可行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

采用輪盤賭方式更新螞蟻尋徑的選擇方式，并更新尋徑權(quán)重值；

根據(jù)更新后的尋徑權(quán)重值構(gòu)建輻射狀配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

其中，所述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆删W(wǎng)絡(luò)支路構(gòu)成，每個網(wǎng)絡(luò)支路對應(yīng)一個網(wǎng)絡(luò)支路號，并且所述網(wǎng)絡(luò)支路還包括：首端節(jié)點、尾端節(jié)點、支路電阻、支路電抗，有功負(fù)荷，無功負(fù)荷。

優(yōu)選的，所述并行蟻群算法包括：

計算一只螞蟻從一點移動到另一點的概率，計算如下式：