[发明专利]一种配电网的重构方法及系统

说明书

本发明提供了一种配电网的重构方法及系统，包括：基于设置的松弛变量对预先构建的配电网络重构模型进行锥松弛；对锥松弛后的配电网络重构模型进行求解，获得配电网的网络开关状态；所述配电网络重构模型为，以联络开关和分段开关的开断为控制变量，并在含开关的支路中增加虚拟节点和支路，基于支路潮流进行构建。本发明提出了在含开关的支路中增加虚拟节点和支路的方法，重新构建了含开关的支路的约束条件，改进了配电网络重构模型，当配电网重构时，能够体现含有开关支路的开关断开时的非连接关系，提高了求解精度。

技术领域

本发明涉及电力系统运行分析技术领域，具体涉及一种配电网的重构方法及系统。

背景技术

目前配电网发展受到了越来越多的关注，对配电网重构的需求也日益增加，主要体现在两个方面：一是负荷的日益增长，给配电网运行带来较大挑战，如何在现有网络结构基础上，挖掘潜力，通过运行优化提升整体供电能力和降低运行风险，是一个热点问题；二是随着计算水平、研究水平和配电自动化的发展，利用配电自动化对联络开关和分段开关的监测和控制能力，根据实际运行状态对配电网进行计算分析，进行配电网重构，不论从技术层面还是实施层面，都已成为可能。因此在这两方面因素影响下，研究提升配电网供电能力的网络重构问题具有重要意义。

由于配电网自身的网络结构特性，如线路电阻、电抗比值较大，辐射性约束等，其最优潮流算法研究相较于输电网有较大区别，传统输电网应用较为广泛的直流最优潮流算法在配电网研究中无法适用。因此，配电网最优潮流研究主要集中于交流最优潮流方面，交流最优潮流由于其潮流约束的非线性特征，其本质为非线性规划。基于人工智能的启发式算法因其简单、易模拟复杂约束等优势，在求解非线性规划模型中得到了广泛应用。其在配电网最优潮流中也逐渐被尝试并进行了有效性验证，如进化算法、粒子群算法、遗传算法等。而智能算法在求解非线性模型时也存在明显的问题，如无法保证全局最优、容易陷入局部最优、求解速度较慢等。

近年来基于二阶锥规划的配电网重构引起了关注，这种方法利用锥松弛将原有的非凸优化转变为凸优化，极大提高了求解效率。但是在实际基于二阶锥规划的配电网重构建模过程中，二阶锥规划采用的支路潮流法计算网络重构是存在先天不足的，因为所有的潮流公式都是在支路节点的连接关系确定的基础上编写的，当解决网络重构问题时，无法体现含有开关支路的开关断开时的非连接关系，因此原有的二阶锥规划网络重构模型不满足非连接支路的实际状态，需要针对支路潮流法建立的网络重构模型进行改进。

发明内容

为了解决现有技术中二阶锥规划网络重构模型不满足非连接支路的实际状态，本发明提供一种配电网的重构方法及系统，基于支路潮流法对二阶锥规划网络重构模型进行改进，以准确的建立了含开关的支路潮流关系，使其能够同时表征两个状态：一是含开关的支路在开关闭合状态下，模型能够表征支路两端电压、电流和潮流的函数关系；二是在开关断开状态下，模型能够表征支路的非联通关系。

本发明提供的技术方案是：一种配电网的重构方法，包括：

基于设置的松弛变量对预先构建的配电网络重构模型进行锥松弛；

对锥松弛后的配电网络重构模型进行求解，获得配电网的网络开关状态；

所述配电网络重构模型为，以联络开关和分段开关的开断为控制变量，并在含开关的支路中增加虚拟节点和支路，基于支路潮流进行构建。

优选的，所述配电网络重构模型的构建，包括：

基于配电网总网损和/或供电能力构建目标函数；

如果支路中含开关，则在开关两端分别增加虚拟节点，获得由虚拟节点构成的第一虚拟支路，以及由支路节点和虚拟节点构成的第二虚拟支路；

基于联络开关和分段开关的开断对所述第一虚拟支路构建含开关支路的运行约束条件；

基于支路潮流对所述第二虚拟支路和不包含开关的支路，构建不包含开关支路的运行约束条件；