配電網(wǎng)故障定位和負(fù)荷均衡的圖算法.pdf

1、配電自動化是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，具有很強的工程應(yīng)用背景和巨大的市場潛力。配電網(wǎng)的故障定位和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是配電自動化的關(guān)鍵功能，也是目前國內(nèi)外研究的熱點。 無論采用何種算法，配電網(wǎng)的故障定位及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能的實現(xiàn)均離不開配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個好的拓?fù)涿枋瞿Ｐ蛯⒂兄谶@些功能的實現(xiàn)。本文在分析傳統(tǒng)電網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，充分挖掘配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點，并結(jié)合圖的概念，將配電網(wǎng)的開關(guān)看成頂點，將饋線看成邊(或弧)，從而將配電網(wǎng)抽象為圖。利用圖

2、論中鄰接矩陣的描述含義，提出了配電網(wǎng)的分層拓?fù)淠Ｐ?。該模型不僅可以表示出配電網(wǎng)中各頂點的分層分布情況，而且可以辨識出配電網(wǎng)中的區(qū)域和分支，為配電網(wǎng)各功能的實現(xiàn)提供了強有力的拓?fù)涿枋瞿Ｐ?。采用配電網(wǎng)的分層拓?fù)淠Ｐ?，結(jié)合配電網(wǎng)的弧負(fù)荷和頂點狀態(tài)，推導(dǎo)了配電網(wǎng)頂點負(fù)荷的正、反向推理計算式。利用此算式可以十分方便地計算出配電網(wǎng)各個頂點的負(fù)荷水平，為配電網(wǎng)負(fù)荷均衡提供了堅實的基礎(chǔ)。 為了提高供電的可靠性，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，必須快速確定故

3、障區(qū)段。由于T接點的存在，使得配電網(wǎng)的故障定位比較麻煩。本文特別分析了包含T接點配電網(wǎng)的故障定位算法。由于T接點既不可測也不可控，其所形成的區(qū)域與其他非區(qū)域部分的故障判據(jù)不同，本文提出了將配電網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ头纸鉃橹缓瑓^(qū)域部分和不含區(qū)域部分的描述模式，有效地解決了T接點對故障定位算法的影響。該算法簡潔、清晰、有效。 但隨著配電網(wǎng)規(guī)模的擴大，配電網(wǎng)的頂點數(shù)量急劇增加，配電網(wǎng)故障定位功能實現(xiàn)的實時性日益突出，本文利用故障信息分布的規(guī)律和

4、分層拓?fù)淠Ｐ椭懈黜旤c順序分布特點，提出了配電網(wǎng)故障定位的優(yōu)化算法。該算法采用對分法，可以在只使用部分頂點的故障信息的情況下，逐步逼近故障區(qū)段直至最后確定故障區(qū)段。該算法使故障定位算法大為簡化，并加快了故障定位算法的實時性，保證了故障定位算法的工程實用性。 配電網(wǎng)一般具有閉環(huán)設(shè)計，開環(huán)運行的特點，這使得配電網(wǎng)可以重構(gòu)。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目標(biāo)多種多樣，本文將源點負(fù)荷最優(yōu)均衡作為網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目標(biāo)。配電網(wǎng)的負(fù)荷最優(yōu)均衡問題是一個負(fù)荷組合的爆

5、炸問題。隨著配電網(wǎng)頂點的增加，負(fù)荷組合的數(shù)量將急劇上升。但配電網(wǎng)的負(fù)荷組合是必須滿足一定約束條件的，它有一定的順序要求。本文利用配電網(wǎng)負(fù)荷組合的約束條件及特點，將最優(yōu)化原理和分層拓?fù)淠Ｐ陀袡C地結(jié)合起來，從而將負(fù)荷最優(yōu)均衡問題轉(zhuǎn)化為多階段決策問題，使負(fù)荷的組合方向明確簡單，為負(fù)荷組合問題提供了一種新思路。隨著配電網(wǎng)源點數(shù)量的增加，配電網(wǎng)負(fù)荷最優(yōu)均衡算法的復(fù)雜度大為提高，加劇了網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法的實時性矛盾。配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的解是一組開關(guān)的組合，即

6、配電網(wǎng)的負(fù)荷最優(yōu)均衡的結(jié)果其實就是將一個配電網(wǎng)分割成幾個子網(wǎng)絡(luò)，各子網(wǎng)絡(luò)之間通過分段開關(guān)連接，因此可以將配電網(wǎng)的負(fù)荷最優(yōu)均衡問題作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一個內(nèi)容。基于此，本文提出了配電網(wǎng)負(fù)荷最優(yōu)均衡的網(wǎng)絡(luò)分割算法，該算法通過依次分割源點分支，逐漸降低配電網(wǎng)的源點數(shù)量，最后實現(xiàn)配電網(wǎng)的負(fù)荷最優(yōu)均衡。本文給出了網(wǎng)絡(luò)分割算法的規(guī)則及證明，為配電網(wǎng)的負(fù)荷最優(yōu)均衡的實時性提供了保證，為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)提供了一種新途徑。仿真結(jié)果證明了以上算法的正確性、有效性