[发明专利]一种基于多目标优化的配电网络局部重构方法

说明书

本发明提出一种基于多目标优化的配电网络局部重构方法，包括以下步骤：(1)准备数据；(2)构造多目标优化模型；(3)通过多目标粒子群优化方法获得Pareto最优解集；(4)图表展示局部重构问题的候选方案集，供决策者确定实施方案。本发明通过将对配电网络重构区域限制在指定范围内，为决策者的后续分析提供了目标更明确的候选方案；通过多目标优化获得一组最优解，便于决策者综合考虑、灵活权衡，选择并实施最佳重构方案。

技术领域

本发明属于配电网络运行优化领域，具体涉及一种基于多目标优化的配电网络局部重构方法。

背景技术

一段时期以来，我国各地用电负荷增长迅速，近期更出现了电煤紧缺等因素叠加而造成的多地用电紧张局面。在配电通道备用传输能力不足的情况下，电网故障可能导致更严重的后果，即电网的运行风险上升。建设新的配电通道可有效缓解这一问题，但其生效周期长，且在用电低谷期又会造成更大的资源浪费。网络重构方法通过操作部分开关的通断改变电网中的潮流分布与方向，以消除各类运行风险，是更快捷、有效的应对举措，常用于各级电网的方式计划、日前调度和日内应急处置。

电网运行中需考虑众多指标，有潮流越限、电压越限、短路电流超标等直接影响运行安全与可靠性的指标，也有网络损耗、负荷均衡度等表征运行经济性、健壮性的事项，还可能包括新能源发电情况、电力市场出清价格等新近提出的目标等。当综合考虑多个指标时，虽可通过权重系数将其转换为单目标优化问题，但权重系数的选择较困难，很可能产生不符合预期的优化结果，或仅适用于一定范围。因此，有必要考虑对多个指标的分别优化，并从所获得的一系列最优解中选出最终方案。

发明内容

为了寻找满足电网运行要求的重构方案，本发明提供一种基于多目标优化的配电网络局部重构方法，将多目标粒子群优化方法应用于所构造的优化模型，给出一组最优方案供决策者选择。

本发明具体采用以下技术方案：一种基于多目标优化的配电网络局部重构方法，该方法包括以下步骤：

S1：获取配电网络的模型，并确定可开断支路集S_C和预想故障集C_F；

S2：构建配电网络局部重构的多目标优化模型；多目标优化模型包含以下目标函数：(1)开断线路数最少；(2)网络损耗最小；(3)负荷均衡度最高；其中网络损耗最小与负荷均衡度最高为为可选目标函数；多目标优化模型的约束条件为电网潮流平衡与安全约束和预想故障约束；

S3：针对多目标优化模型使用多目标粒子群优化(MOPSO)求解，获得Pareto最优解集，得到一系列满足要求的候选重构方案；

S4：将满足要求的候选重构方案以图表形式展示，供决策者综合权衡并选择实施方案。

进一步地，步骤S1中，配电网络的模型包括电网的拓扑结构、设备运行参数、机组出力与负荷情况等。

进一步地，步骤S1中，确定可开断支路集S_C具体为：对于具有调度管辖权的全部支路S，将不参与状态调整的支路集合记为不可调支路集S_fixed，将待重构的区域的支路集记为S_obj，则候选开断支路集S_cand＝S∩S_obj-S_fixed，再从候选开断支路集S_cand中通过筛选形成可开断支路集S_C。

进一步地，从候选开断支路集S_cand中筛选可开断支路集S_C的筛选的规则为：不开断辐射状网络支路，原来在环网上的设备在支路开断后仍在环网上。

进一步地，步骤S1中，预想故障集C_F由电网中各个设备可能出现的各类故障中选取所关注的故障组成。