[发明专利]一种配电网综合重构优化方法

摘要

本发明涉及一种配电网综合重构优化方法，属于电力系统配电网重构优化领域。本发明首先通过改进Kruskal算法，得出改进的Kruskal算法能够避免Kruskal算法在配电网重构中的不足，保证配电网重构的成功性，然后将改进Kruskal算法与无功优化方法进行综合对配电网进行重构优化，建立以网损最小为目标函数，将重构和无功优化作为两个优化子问题，交叉迭代直至逼近优化解，实现配电网综合重构优化，最后通过MATLAB仿真得到配电网综合重构优化的结果，通过配电网重构优化前后相比，本方法能够对配电网进行综合重构优化。

主权项

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，Ploss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：Si≤Simax式中，Si为支路i或者标号为i变压器的负载能力；Simax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：Uimin≤Ui≤Uimax式中，Ui为节点i的电压值；Uimin，Uimax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，Pi，Qi，Ui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；Gij，Bij，θij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，sij为线路的状态变量，nb是节点总数，Ωl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(eij)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(eij)＝ΔPij式中，ΔPij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＝Uimax‑UiminΔQG＝QGjmax‑QGjmin式中，Ploss为系统的有功损耗；Ui，Uj分别表示节点i和节点j的电压值；Gij为节点i和节点j之间的导纳值；Bij为节点i和节点j之间的电纳值；δij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；Uimax，Uimin分别为节点电压i的上限值和下限值；ΔQG为发电机输出无功上下限的差值；QGjmin，QGjmax为发电机标号为j的实际无功输出的下限和上限；QGj为发电机输出无功；ΔUi为节点i电压越限值；ΔQGj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；λV，λQ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，UGimin，UGimax为发电机标号为i的电压下限和上限；UGi为发电机标号为i的电压；Timin，Timax为变压器标号为i在变比选择时档位的下限和上限；Ti变压器标号为i的变比；QCimin，QCimax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；QCi为无功补偿时选择的标号为i电容器接入容量；NG，NT，NC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，QGjmin，QGjmax为发电机标号为j的实际无功输出的下限和上限；QGj为发电机输出无功；Uimin，Uimax为PQ节点i电压的下限和上限；Ui为节点i的电压值；潮流约束：式中，Pi，Qi，Ui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；Gij，Bij，θij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。