[发明专利]一种用于配电网故障后重构的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统及其自动化领域，具体设计一种用于配电网故障后重构的方法。

背景技术：

配电网故障后重构是在保证配电网络满足各种约束条件的前提下，通过网络重构将尽可能多的断电负荷转移到正常供电区域，同时实现重构操作时间最短和重构后网络运行的经济性。

进行配电网故障后重构时，需要考虑以下问题：

1)将尽可能多的非故障停电区恢复供电；

2)开关动作次数尽可能少，操作时间尽可能短(同时考虑手动开关与遥控开关在动作时间上的不同)；

3)重构后的配电网络有功损耗最小；

4)保持配电网络呈辐射状；

5)确保母线电压和支路电流在允许范围内；

6)当不能恢复全部非故障停电区负荷供电时，优先恢复重要负荷的供电；

7)故障恢复算法的计算时间要尽可能的短、收敛可靠。

因为配电网故障后重构是一个多目标、多约束、混合组合优化问题，现有算法要么以单一函数为目标；要么借助权重系数将多目标问题简化为单目标问题进行处理，然后采用单目标的优化技术求解，这些方法普遍存在以下几个缺点：①多个目标函数之间量纲不同，难以统一。为了避免其中的一个目标函数支配其他目标函数，精确的给出所有目标函数的标量信息，就必须有每一个目标的全局先验知识，计算量巨大，很难实现。②加权值的分配带有较强的主观性。由于是人为规定各个目标函数的权值，因此带有很大的主观性。③加权的目标函数之间通过决策变量相互制约，拓扑结构十分复杂。④最终优化目标仅为各目标之和，各目标的优化进度不可操作。这样在配电网故障后重构模型研究方面，不能很好的满足故障后重构的本质要求。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于配电网故障后重构的方法，首次将基于快速分类的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)应用于配电网络重构，该方法无需将多目标函数转化为单目标函数，而是保持问题的多目标本质进行求解，给出的方法能够更好的体现配电网故障后重构的要求。

本发明提供的一种用于配电网故障后重构的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1)构建配电网故障后重构的多级目标函数；

(2)确定约束条件；和

(3)利用非支配排序遗传算法进行配电网故障后重构。

本发明提供的第一优选方案的方法，其改进之处在于，步骤(3)所述利用非支配排序遗传算法进行配电网故障后重构的方法包括如下步骤：

1)参数编码；

2)产生初始父代种群P₀；

3)网络辐射形校验；

4)对所述种群P₀中每个个体所代表的网络进行计算；

5)产生初始子代种群Q₀；

6)令P_t＝P₀，Q_t＝Q₀；P_t和Q_t分别标记第t代的父代种群和子代种群；

7)将第t代产生的新种群Q_t与父代P_t合并组成R_t，种群大小为2N；

8)对R_t内的个体进行非支配排序；

9)下一父代种群的产生；

10)下一子代种群的产生；

11)收敛性判断；

12)最优重构方案的选择。

本发明提供的第二优选方案的方法，其改进之处在于，步骤(1)所述目标函数为多级目标函数，包括优先级由高到低依次为失电区域最小化、手动开关动作次数最小化、遥控开关动作次数最小化和重构后网络损耗最小化。

本发明提供的第三优选方案的方法，其改进之处在于，步骤(2)所述约束条件包括：

a).确保重构后配电网保持辐射形；算法执行过程中通过宽度优先搜索进行网络辐射形的校验。

b).节点电压约束：U_min＜U_j＜U_max；和

c).支路电流约束：I_min＜I_j＜I_max。

本发明提供的较优选方案的方法，其改进之处在于，

所述失电区域最小化的公式为：