[发明专利]一种配电网网络重构方法及装置

说明书

本发明提供了一种配电网网络重构方法及装置，包括：根据并行蚁群算法得到辐射状配电网网络拓扑结构；采用牛顿‑拉夫逊法进行对所有网络拓扑结构进行并行的潮流计算；潮流计算结束后获得本次计算的网损，当网损存在减小的情况时，继续根据并行蚁群算法得到辐射状配电网网络拓扑结构，直到网损不再减小，获取网损最小时对应的网络拓扑结构。本发明提供的技术方案能够运行于性价比较高的Hadoop集群上，实现了大规模配电网网络重构的分布式并行求解与云计算平台的无缝结合；具有较高的并行度，能够实现大规模配电网网络重构问题的快速求解。

技术领域

本发明涉及大规模配电网的网络重构领域，具体涉及一种配电网网络重构方法及装置。

背景技术

近年来，随着当今社会对环境的关注，人们越来越希望电力系统在传输、分配等过程中能够减少损耗。配电网网络重构是实现上述目标的一种非常重要的手段。然而，随着智能电网建设的深入推进，电力系统的网络结构日益复杂，系统数据和信息量呈现爆炸性增长，给电力系统分析和计算带来了严峻挑战。面对庞大的网络规模和急剧增加的数据量，传统的串行算法已无法达到令人满意的计算速度，影响电力系统的实时分析和控制。因此，网络重构算法迫切需要并行化。

云计算平台(Cloud computing)能够为大规模分布式并行计算提供高性价比的解决方案。云计算平台一般基于价格较为便宜的PC机群，其计算和存储资源具有可扩展性，能够根据电网规模、数据量和求解算法的复杂度灵活地提供对应的计算能力。多租户使用模式(Multi-tenancy)既能提高平台硬件资源的利用率，又利于用户分摊使用成本。此外，云计算平台均提供成熟的集群管理软件和分布式并行程序的开发框架。这种情况下，用户可以集中精力关注分布式并行算法的开发。由上述讨论可知，基于云计算平台实现配电网网络重构算法的并行化具有较高的研究价值。

目前，绝大多数研究工作提出的并行网络重构算法只适用于专用并行机(群)。专用并行机通过对硬件资源的优化能够提供较高的并行计算性能。然而，其硬件拓扑、网络结构与云计算平台有着较大差异。这种情况下，由于网络结构的差异，这些并行网络重构算法无法应用于大规模配电网中。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种配电网网络重构方法，该方法遵从Map-Reduce编程规范，具有较高的并行度，能够运行于具有较高性价比的Hadoop集群上。

一种配电网网络重构方法，包括：

S1：根据并行蚁群算法得到辐射状配电网网络拓扑结构；

S2：采用牛顿-拉夫逊法进行对所有网络拓扑结构进行并行的潮流计算；

S3：潮流计算结束后获得本次计算的网损，当网损存在减小的情况时，继续执行S1，直到网损不再减小，获取网损最小时对应的网络拓扑结构。

优选的，所述步骤S1：根据并行蚁群算法得到辐射状配电网网络拓扑，包括：

采用并行蚁群算法寻找可行的网络拓扑；

采用轮盘赌方式更新蚂蚁寻径的选择方式，并更新寻径权重值；

根据更新后的寻径权重值构建辐射状配电网网络拓扑；

其中，所述网络拓扑由网络支路构成，每个网络支路对应一个网络支路号，并且所述网络支路还包括：首端节点、尾端节点、支路电阻、支路电抗，有功负荷，无功负荷。

优选的，所述并行蚁群算法包括：

计算一只蚂蚁从一点移动到另一点的概率，计算如下式：