[发明专利]一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法

说明书

本发明涉及一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法。开环辐射状结构是配电网运行过程中采用的基本运行方式。由于开环辐射状结构难以通过显性数学表达式表示，配电网优化分析中往往被迫采用人工智能算法，存在计算结果不稳定等问题。本发明从图形理论基本方法出发提出了辐射状网络的显性约束条件，在此基础上提出了基于网络辐射状分析的配电网检修优化方法，使其可以通过线性规划方法直接求解，以解决检修方式下配电网络优化问题。

技术领域

本发明属于电网控制技术领域，尤其涉及一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法。

背景技术

从网络结构上，配电网与输电网最大的差别在于配电网运行主要采用开环运行结构，其中辐射状结构是配电网最常见的运行结构。设备检修方式下，配电网辐射状结构将发生改变，必须进行优化分析，确定新的开环点。现存的配电网检修优化方法中，由于在辐射状网络显性表达方面上缺乏有效方法，人工智能算法成为该领域的主要解决方法。由于人工智能算法存在优化结果不稳定等问题，大大限制了其在实际工程中的应用。

发明内容

为了克服针对现有配电网检修优化方法在辐射状网络显性表达方面上缺乏有效方法的问题。本发明提出一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法，本发明采用的技术方案是：

一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法，包括以下步骤：

步骤1.形成配电网辐射状结构示意图；

步骤2.根据图论知识对配电网辐射状结构示意图进行处理，形成辐射状网络显性表达式，如下所示：

β_ij+β_ji＝α_l,l＝1,2…m (1a)

β_0j＝0,j∈N(0) (1c)

β_ij∈{0,1},i＝1,2,…n,j∈N(i) (1d)

0≤α_l≤1,l＝1,2,…m (1e)

式(1a)-(1e)中，β_ij为节点父子关系的0-1状态变量，取1时表明节点i是节点j的父节点，否则取0；β_ji为节点父子关系的0-1状态变量，取1时表明节点j是节点i的父节点，否则取0；0默认为根节点,0与j，j∈N(0)并非父子节点关系，因此β_0j取0；α_l为线路连接情况的0-1状态变量，取1表明线路处于运行状态，否则为开断或检修停运；系统中根节点一般固定，其编号设为0；j∈N(i)表示所有与节点i相连的节点集合；

步骤3.建立如下的优化目标：

式(2)中，为配网线路l在典型方式下的有功网损，NL为配电网中的线路条数；

步骤4.建立配电网潮流约束，可表示为：

式(3a)-(3e)中，分别为节点b的有功、无功负荷，l∈b表示所有与节点相连的线路，分别为线路l的有功、无功潮流，V_b1、V_b2为相连两节点b1、b2的电压幅值，r_l、x_l分别为线路的阻抗和感抗，分别为线路的有功、无功网损；

步骤5.建立节点电压幅值约束，该约束可表示为：