[发明专利]一种配电网综合重构优化方法

权利要求书

1.一种配电网综合重构优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

一、改进Kruskal算法

(1)改进Kruskal算法的目标函数如下所示：

式中，P_loss为系统中的有功损耗；ΔP为支路的有功损耗；m为系统的支路总和；

(2)改进Kruskal算法的约束条件

容量约束如下所示：

S_i≤S_imax

式中，S_i为支路i或者标号为i变压器的负载能力；S_imax为支路i或者标号为i变压器的最大负载能力；

节点电压约束如下式所示：

U_imin≤U_i≤U_imax

式中，U_i为节点i的电压值；U_imin，U_imax为节点i的电压最小值和电压最大值；

潮流约束如下式所示：

式中，P_i，Q_i，U_i为流入标号为i的节点内的有功功率，无功功率，及其电压大小；G_ij，B_ij，θ_ij为节点标号i，j支路间的电导，电纳，相角差；n为系统的总节点数目；

无环路及孤立节点：

式中，s_ij为线路的状态变量，n_b是节点总数，Ω_l是支路集合，

配电网重构问题求解的最优值是符合目标函数的最小生成树T，用l(e_ij)来表征边e的权值，e∈E，那么全部负荷节点和根节点的最小生成树T可以用下述方程式来表达：

以网损为权值时，l(e_ij)＝ΔP_ij

式中，ΔP_ij为支路ij的损耗值；T为权值和最小的支路形成的树；

二、无功优化

(1)无功优化目标函数：

上式中：

ΔU＝U_imax-U_imin

ΔQ_G＝Q_Gjmax-Q_Gjmin

式中，P_loss为系统的有功损耗；U_i，U_j分别表示节点i和节点j的电压值；G_ij为节点i和节点j之间的导纳值；B_ij为节点i和节点j之间的电纳值；δ_ij为节点i和节点j之间的功角差；ΔU为节点电压上下限的差值；U_imax，U_imin分别为节点电压i的上限值和下限值；ΔQ_G为发电机输出无功上下限的差值；Q_Gjmin，Q_Gjmax为发电机标号为j的实际无功输出的下限和上限；Q_Gj为发电机输出无功；ΔU_i为节点i电压越限值；ΔQ_Gj为发电机无功输出越限值；N，M分别为负荷节点数量，发电机节点的数量；λ_V，λ_Q分别为节点电压越限时选取的罚系数；

(2)无功优化约束条件：

控制变量的约束条件如下：

式中，U_Gimin，U_Gimax为发电机标号为i的电压下限和上限；U_Gi为发电机标号为i的电压；T_imin，T_imax为变压器标号为i在变比选择时档位的下限和上限；T_i变压器标号为i的变比；Q_Cimin，Q_Cimax为无功补偿时选择的标号为i电容器接入容量的下限和上限；Q_Ci为无功补偿时选择的标号为i电容器接入容量；N_G，N_T，N_C为发电机机可调机组的节点集合，全部有载调压电力变压器的支路组成的集合，全部的无功节点组成的集合；

状态变量的约束条件如下：

式中，Q_Gjmin，Q_Gjmax为发电机标号为j的实际无功输出的下限和上限；Q_Gj为发电机输出无功；U_imin，U_imax为PQ节点i电压的下限和上限；U_i为节点i的电压值；

潮流约束：

式中，P_i，Q_i，U_i为流入标号为i的节点内的有功功率，无功功率，及其电压大小；G_ij，B_ij，θ_ij为节点标号i，j支路间的电导，电纳，相角差；n为系统的总节点数目；

三、结合改进Kruskal算法和无功优化

使用来回交叉迭代的方法逐步逼近优化解，具体步骤如下：

1)对配电网进行潮流计算；

2)采用改进Kruskal算法对配电网进行重构；

3)在重构的基础上采用粒子群无功优化的算法对配电网进行无功优化；

4)无功优化后形成新的参数网络，线路网损减小，以无功优化后的网损权值再次采用改进Kruskal算法对配电网进行重构；

5)满足收敛最优解，输出重构优化结果；若不满足，重复3)—4)步骤。