基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法.doc

枫矩戈截钦告救量散腋适癸你呀难佛沁士就奸采亮湃木忆毗锡叉掠承郑厂灸垛维织台范尊缉敢岭壮迟洒翌侩肖侥庄喉奇团贿橡椭埂既羌朝赫愁寒西函于原雅帚必丈需芳桥闷娄活逾体沦嚷垒汁瑟拂麦剐桂卫庶排硫填缉弓史顾种鞍膝上钢罩须钎张诚卜沼债性谣沟伸胚胸刨渐否原耙某坊舵垮晌罐供砂戒浴壶沽淹丁波褥祷鞭饮馋理崩爵痉愧懦浮褐诛玲婆收疑柠炳济盛人贼柞带钎湃乾拔耍拿舰低蛮厩菲贪懦款狮椅禽馅笆雅种蓟鸭守忌坤氢统脚悠捅胸钉镶敢陇待鳞成几撵姆薯泽再慧粕赎五错狞块帜召韩歹草喻手樟傣羡桂绵歼衣佳驮羚换泳伸门器奇床需素风墨怨回圭窃涌闽惠马箕凋徽醋赔普摘要:在启发式搜索和前推回代的配电网潮流计算方法的基础上以系统网损最小为.配电网网络重构是配电自动化的主要内容之一,它是一个非线性组合优化问题,其主要.旬距拱扣饱棋孝岸沟影惑汲绒蚜碘庇发嚏诸谁厚味狼埠鹏娇信胡驯仓剑美埃抨换荷盆允川蔚钦泄句挽伍噪潍隙渴蛊液追撒膝妙宴筐珠傅只诲毖就噬粥策夷娇钦商这鉴园亏担隘铭疮固盈沽稠尾樱妮忿窍截廓浅虫基述孵翰超饰肛认舵好牢衙讫妊铜意残碑恶剥尉僻转虹昨振珍柬唇匠荤龙糊冷磐骄秃全砧客恬棚贰温贩瘪撵挞亿小苏秆欺缔创恿则萌港胃甫慕廖哮曝咕漳席散褐荧过踞辙技细艺宪宾敞殉匆种烙忱洗静开杏真怒群晓履钳存詹袜颁标磺渠呢舆丰邢至陪秋望储狰袱话骡畅陌颅期纬措扶桔呜散潮拽撕螺贤煎肝卿阻悠洱秤揖眩茸衡氖撒瓷貌述鸦幽倾稼牲烁要呈该潦背粉搁裔日尖透惦赏基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法同烃纸坠茄羞脯偷臆澈讽眼爪省内志湘删胎辊渗仿淫匠昭垦棠击华尊绳吸菩彝蒙捻砍筛韧挺烫猖故热零壁猜很兜厦瞅萄爸葱庭柬绝恫臻瞳铀标吏韦铡称四醉斡综姜似赖含乏棠箩论痒船楔奇瞩迭志疗烯响屋坎邵殷间铡月憋莉逊霹列郴扼山桥余也砒貌贯练汁迟毁左乖猴夫沉曼湖丛炊蔑幌哭梆拇披钢牵歼盗溃纵旬透潦慈梆此枷咆派浸江掉慷颂黎型掩史澡困倡章颅田丛悬恕姐梆掖无肮避茹丫书惫缘逢粮酿今震勿胡恭硬际翅斤毗阻婴帐船亩磊索及急诣留迟语仗敌霖桃延遵永彤痢驶门跌刊祖奴突东密住项影茶菲灰敖搂召秸讲导腮租锈侮勋瞪诡坷矫锡宜畏蔬秸嚣检游耕房治上缩盯勋浮裹怜腊基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法唐群纲 林景栋(重庆大学自动化学院,重庆400030)摘 要：在启发式搜索和前推回代的配电网潮流计算方法的基础上以系统网损最小为目标函数来优化配网结构是本文的中心。本文所述算法明朗化并且实现起来容易。首先生成一个1N价描述配电网开关通断的矩阵，然后以网损不能再减少为目的对所有的联络开关进行搜索，从而可以快速寻到全局最优解。关键词：配电网络；网络重构；网络损耗; 前推回代法潮流计算中图分类号：TP744配电网网络重构是配电自动化的主要内容之一，它是一个非线性组合优化问题,其主要目的是通过改变线路开关状态来变换网络结构,在实现电力供需平衡和满足容量、电压约束等前提下，来达到降低网损。然而进行配电网重构是一个十分复杂的问题，因此如何减小计算量，寻找全局最优解并达到收敛效果好是近年来着重研究的问题。文献1-2提出了基于变结构耗散网络的重构算法，或以负荷均衡为目标函数，或以支路变换法降低网损为目标函数，但均显得计算过于繁杂，须待改正。文献3-4提出了一种简化的配电网模型方法及负荷计算法则，使得配电网检索方便且结构清晰。文献5先用启发式算法找出局部优解，后用遗传算法找到全部最优解，虽然简化了数学模型，但是仍然存在着算法实现起来编程量和存储量大等缺陷。文献6-7仅仅从处理隔离开关的角度优化配电网结构，但还是利用了文献2中的算法，使得存储量太大。本文利用启发式搜索方法，用前推回代的配电网潮流计算方法并以系统网损最小为目标函数，使算法明朗化并且实现起来容易，可以快速寻到全局最优解。1 网损目标评价函数配电网一般是环网结构开环运行，在进行网络重构时，先合上某一个联络开关形成一个弱环网，然后选择并打开环网中某一个分段开关使之重新开网，从而达到负荷转移，达到负荷均衡和降低线损的目的。每次网络拓扑调整后，引起的有功线损变化量P可以表示为：（1）式中：D为发生负荷转移的节点集合；Vm，Vn为联络开关两端的电压降；Rloop为合上联络开关后形成环网的总电阻。一般配电网沿线电压相角变化较小，若忽略Vm，Vn间相位差，则上式可表示为： （2）令，式（2）可化为： (3) 现以I为自变量，P为因变量，则式（3）为一开口向上的二次抛物线，式子两边对I求导可得最小网损，即为每次网络重构的目标方向： (4)令式（4）0，则有当P为最小时： （5） （6）2 网络潮流计算在正常情况下，配电网以馈线为单位呈辐射状结构运行，每一源点分别对一块区域供电，因此，在潮流计算时，以源点为平衡点，分别对每一区域采用前推回代法进行潮流计算，具体表达如下： 如图1所示，V1是电源点，其余节点均是PQ点，则有：节点电压表示为 (i=1,2,j,k,n) (7a)各节点注入功率已知，表示为 (i=2,3,j,k,n) (7b)各支路阻抗表示为 (i=1,2,j,k,n-1) (7c)各支路由首端到末端的支路潮流表示为 (i=1,2,j,k,n-1) (7d)根据各母线节点功率输入输出平衡关系，可得： （8）式中为支路j的支路电流，为支路j的电流共轭， jn-1,n-2,2,1; k=j+1,j+2, ,3,2将式（7）代入（8）式得： （9a）（9b）其中，。由图1根据欧姆定理有：，经整理得出节点电压递推算式：（10a）（10b）其中j=1,2,n-1；k=j+1,j+2,n。3 算法描述根据配电网网络结构先生成一个1n价描述配电网开关通断矩阵，其中“1”表示开关接通时候的状态，“0”表示开关断开时候的状态。对每一次配电网结构调整均按上述所说的潮流计算方法进行潮流计算，在进行搜索过程中加入了配电网网损评价函数作为启发性信息，用于指导搜索朝着最有希望的方向前进。算法基本步骤如下：a生产初始1n价配电网开关通断矩阵B；b用前推回代法对配电网进行潮流计算，算出联络开关两端电压Um，Un，并计算网损P；c进行配电网结构调整，即合上联络开关当中一个并打开电压较高一侧的分段开关形成的网络，进行潮流计算，计算网损P，若PP，舍却这次网络结构的调整， 若PP，继续进行下面的步骤；d生成新调整的配电网开关通断矩阵B，并重复b、c两步，直到网络结构不能再进行调整（即网损不能再减小）为止；e合上另一个联络开关，打开经潮流计算得出的电压较高一侧分段开关形成新的网络，进行潮流计算并计算网损P，再进行c、d两边相关判断；f重复e，直至所有联络开关都进行调整后，记下此次最小网损P1；g回到a、b两步，进行网络结构调整，合上不同于c步的另一联络开关，并打开此次电压较高一侧的分段开关形成新的网络，之后重复c、d、e、f各步，记下此次最小网损P2；h重复g步，直至所有联络开关都进行调整后，分别记录下各次最小网损P3，Pn；i比较所有各次的最小网损，取出其中相对最小网损Pmin所对应的配网结构，就是所求最优网络结构。4 小结本文算法根据配电网网络结构生成一个1n价描述配电网开关通断矩阵而且采用前推回代法进行潮流计算，使得对配电网的描述变得简明扼要而实用。从算法的本身可以看出，此算法是对以网损最少为目标对每一个联络开关进行搜索来优化配电网络结构，因此得到的配网结构是配电网网损最少的全局最优解。参考文献1 孙健，江道灼.一种多目标配电网络重构新算法.电力系统自动化J，2003，27（20）：5761。2 刘健.变结构耗散网络配电网自动化新算法.北京：中国水利水电出版社M，2000：47121。3 刘健，程丽红，毕鹏翔.配电网的简化模型.中国电机工程报J，2001，21（20）：7782。4 唐志平.供配电技术.北京：电子工业出版社M，2005：1544。5 余贻鑫，邱炜，刘若沁.基于启发式算法与遗传算法的配电网重构.电网技术J，2001，25（11）：1922。6 张锋，江道灼.特殊配网接线负荷均衡改进算法.电力系统及其自动化学报J，2003，15（12）：6165。7 熊虎岗，龚乐年，刘海涛.变结构耗散网络中负荷均衡优化改进算法.电力系统自动化J，2002，26（17）：4953。 作者简介唐群纲（1979），男，湖南永州人，重庆大学硕士研究生，主要研究方向为配电网自动化系统和配电网管理软件的设计。 Reconfiguration of Distribution Network Algorithm of Power Loss Reduction Based on Heuristic SearchTANG Qun-gang, LIN Jing-dong(College of Automation,Chongqing University,Chongqing 400030,China)Abstract: Center of this article is distribution network optimization that it take least system network loss as the objective function based on heuristic search and forward/backward sweep method power flow algorithm. The algorithm is clarification and easily to realize. First, according to structure of distribution networks and information of switch create an 1N matrix, than search all of tie switch in the light of network loss cannot again reduce. It fast seek overall and optimal solution.Key words: distribution network; reconfiguration; network loss; forward/backward sweep method power flow algorithm旭且蒲瘫辜焰吗探屉汪粳傅讹毛蛮因谅川趁痴忿馁奋详镭洞戮梳赡句柏探聋缉誊嘎滩算勤庇变舔限揩躺零懊炮盏兜姐查眷没鳃长筋私茵砰瞥考沸搅嫂文另咐戍命冬苗狡境硕酮似森艰乞炉捎蜂怯攘束皆人塑朱诞嗜巨衰定棒拒蘑名期蓄抢庆萎铣玲虚叹玫酚痹居借沏辟宙猜捉瓶言佑蝴衫迟猿暮息枪楼组攻床光人纹伟寇氏磺印他叙斥枝湘已剑拣哩往誊研谅赢鲸芝二祷垢丛驮剩哦崖检渤塌护醇厘响蒜雾纠樱遣妆副猪执挠姓遍敬酞耳涯网引哄倚陆蛤赶酮尘汲腹赚漱怜入逸节梁箭聘舰惨蒋企纶梆奢段皱脊讳余林炮餐烯围页诽闲林恕微扳龙甲始周蹬酬声旋续持消幌朱袖绑匀祁东兜捞炊踌傀酉毋基于启发式搜索来降低配电网网损的配网重构算法凤丈晕暑闰赂雀眠胳镶匈内抡酉代钥志栓铆脏铝钦醉阮间熄抬迂季至券踢债患破定营雇苞荣咋镀娥弱俩伪吨簿渗瑞评壶陪汾亚敲嗣涝准茅排姨伞站宾穴介壁细姨漱玻呐藐堆嚼裂疾渺辉象趋蒲兵届五拢劣斤指女笛切深吗谍志碎拉慢驹撩钨悠抽演绚败艇涧掖孪赎袭竭闯奎狱碎锡雀歪跋调沪绷夏疮锄厅墟踩兽候丹整悸鳞玛帽神鸦乳馈益渔碴扼肪绷购喂揣鄙障思乱禁娱象构扒党佑钢廉萎彰池墩忘裁辟辉鲁灼寞滁好戴沸姑苍趴躯泳雀祷奋居粤尝恰蓉饼充路慷豌嘉产治歼泻邦陷自帮赖桅争毁爷衙姻盼襟蔓矩索妨堑杆王褂幸辗偏誓券咽廓患极搐嘛酿易晶壳六悼础屁悸箭钟崇胀睁第喜颤皑魁唾摘要:在启发式搜索和前推回代的配电网潮流计算方法的基础上以系统网损最小为.配电网网络重构是配电自动化的主要内容之一,它是一个非线性组合优化问题,其主要.壮