一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，包括以下步骤：S1：根据不同时间段线路和节点恢复情况，建立包含节点恢复负荷、松弛约束和网络分割均匀性约束的目标函数；S2：根据网络拓扑连接和配电网实际运行特性，建立网络拓扑约束；S3：根据配电网中不同发电机组的供电特性，建立网络电力供应约束；S4：根据配电网潮流特性，建立网络分割下的配电网潮流约束；S5：将待优化电网的数据代入目标函数，得到指定时段下的重构恢复方案。本发明专利技术能够以配电网网络分割均匀性为目标对电力系统配电网进行重构优化，有效合理分配供电资源，为配电网重构优化提供了有力的工具。为配电网重构优化提供了有力的工具。为配电网重构优化提供了有力的工具。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法


[0001]本专利技术涉及配电网重构领域，尤其涉及一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法。

技术介绍

[0002]配电网是电力系统的重要组成部分，配电网可以保障电力可靠提供给用户，对于国内正高速发展的诸多城市来说，我国的配电网的发展依然显得不足，为了应对电力负荷迅速增长，电力质量需求不断提高的情况，配电网的发展正面临着更多的挑战，提升配电网供电韧性，优化电网运行结构，提升系统韧性成为当下研究的方向，配电网重构是改善系统运行结构，提升网络韧性的方法之一。而如何进行配电网分割，使其在满足负荷需求的同时尽可能的满足均匀性的要求，减小的发电机组的出力压力，使得能源分配更优化在电力系统运行分析中具有十分重要的现实意义。
[0003]配电网重构的目标有多种，如降低网络有功损耗，减少开关次数和提高系统供电可靠性。而提高线路负载均衡度：为了留出足够的安全裕度，保证供电质量，一般需要把负荷合理的分配到各个支路上，尽量不出现一条馈线带过多负荷运行的情况。因此如何构建一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，研究了配电网重构中所面临的网络拓扑、功率平衡等约束条件，从微电网负荷均衡度的角度构建了考虑网络分割均匀性的配电网重构优化模型，能有效提升负荷分布的均衡性，为配电网重构优化提供了有力的工具。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，包括如下步骤：S1：根据不同时间段线路和节点恢复情况，建立包含节点恢复负荷、松弛约束和网络分割均匀性约束的目标函数；S2：根据网络拓扑连接和配电网实际运行特性，建立网络拓扑约束；S3：根据配电网中不同发电机组的供电特性，建立网络电力供应约束；S4：根据配电网潮流特性，建立网络分割下的配电网潮流约束；S5：将待优化电网的数据代入目标函数，得到指定时段下的重构恢复方案。
[0006]作为优选，步骤S1的过程包括：S11：根据不同时间段内的节点通电状况，分析各节点实际负荷，建立配电网恢复各周期中的总负荷因子：式中：NT是配电网恢复总时间周期；NS是配电网中发电机台数；enb
b,t
是节点b在时
刻t时的恢复状态；若enb
b,t
＝1，则表示节点b在时刻t时被供电；若enb
b,t
＝0，则表示节点b在时刻t时未被供电；表示节点b在时刻t时的基础负荷；若节点b在时刻t时被供电，则该点处恢复的负荷为S12：建立松弛约束的惩罚项因子：式中：是惩罚系数；Γ
i,t
是非负变量，表示在时刻t时违反松弛约束i；S13：根据配电网各节点在各恢复时间段内的恢复情况，并考虑发电机供电的均匀性，建立考虑网络分割均匀性的因子：式中：是惩罚系数；NS是配电网中发电机台数；代表节点b在t时刻与微网s的连接；若则表示节点b在t时刻由微网s供电；若则表示节点b在t时刻没有被微网s供电；值得注意的是，若节点b被供点，那么该节点只能隶属于一个微网；表示属于微网s的所有节点数量；表示所有微电网的平均节点数；S14：建立包含节点恢复负荷，松弛约束和网络分割均匀性约束的目标函数如下：
[0007]作为优选，步骤S2的过程包括：S21：分析配电网中各节点及线路与微网的关系，并考虑线路与各节点的连接关系，建立如下网络分割约束：系，建立如下网络分割约束：系，建立如下网络分割约束：系，建立如下网络分割约束：系，建立如下网络分割约束：系，建立如下网络分割约束：0≤enb
b,t
≤1,0≤enl
l,t
≤1,式中：ST是设置的配电网负荷恢复时间周期；SB是配电网中节点数量；SL是配电网中线路数量；SG是配电网中发电机数量；表示线路l在t时刻与微网s连接情况；若则表示线路l在t时刻与微网s连接；若则表示线路l在t时刻不与微网s连接；其
中i和j分别是线路l的流入节点和流出节点；S22：引入注入功率和虚拟潮流来建立子网连通性约束；在每个通电母线上注入一个单位的虚拟节点需求；形成电网的配电网发电机母线上的虚拟功率注入数量等于子网中通电母线的数量，建立子网连通性约束：通电母线的数量，建立子网连通性约束：通电母线的数量，建立子网连通性约束：式中：SL
k
为节点k所连接线路数量；为在t时刻微网s的注入虚拟功率；FPL
l,t
为在t时刻在线路l上的虚拟潮流；S23：根据实际配电网运行特性，建立子网辐射状约束如下：式中：表示线路l在t时刻与微网s的连接状态；表示节点b在t时刻与微网s的连接状态。
[0008]作为优选，步骤S3的过程包括：发电机组可以根据设备本身特性分为电网跟随式控制以及电网构建式控制发电机；电网构建式控制发电机可以在黑启动和恢复电网跟随式控制发电机；发电机在其所在母线通电之前不会向电网注入电力；此外，当配电系统处于恢复状态时，发电机的输出功率和爬坡功率受到限制：和爬坡功率受到限制：式中：和为发电机能够输出的最小和最大功率；R
s,down
和R
s,up
分别为发电机单位时间内可增加和减少的功率值。
[0009]作为优选，步骤S4的过程包括：S41：建立配电网潮流节点平衡约束如下：S41：建立配电网潮流节点平衡约束如下：式中：PD
b,t
和QD
b,t
分别是节点b在t时刻的有功功率和无功功率；PL
l,t
和QL
l,t
分别是节点l在t时刻的有功功率和无功功率；S42：建立配电网潮流线路平衡约束如下：S42：建立配电网潮流线路平衡约束如下：式中：PL
mn
和QL
mn
分别为线路mn上的有功功率和无功功率；G
l
,B
l
和分别为线路l
的电导，电纳和并联支路电纳；r
l
和t
l
分别为引入的辅助变量；S43：建立电压约束如下：S43：建立电压约束如下：式中：α
l
是线路连接变量；若α
l
＝1，则线路l连接；若α
l
＝0，则线路l断开；u
m
为引入的辅助变量，S44：建立辅助变量约束如下：0≤r
l
≤V
m,max
V
n,max
,
‑
V
m,max
V
n,max
≤t
l
≤V
m,max
V
n,max
,,,,式中：V
m,max
,V
n,max
分别为节点m,n的电压最大值；V
m,min
为节点m电压最小值。
[0010]本专利技术的实质性效果包括：研究了配电网重构中所面临本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据不同时间段线路和节点恢复情况，建立包含节点恢复负荷、松弛约束和网络分割均匀性约束的目标函数；S2：根据网络拓扑连接和配电网实际运行特性，建立网络拓扑约束；S3：根据配电网中不同发电机组的供电特性，建立网络电力供应约束；S4：根据配电网潮流特性，建立网络分割下的配电网潮流约束；S5：将待优化电网的数据代入目标函数，得到指定时段下的重构恢复方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，其特征在于，步骤S1的过程包括：S11：根据不同时间段内的节点通电状况，分析各节点实际负荷，建立配电网恢复各周期中的总负荷因子：式中：NT是配电网恢复总时间周期；NS是配电网中发电机台数；enb
b,t
是节点b在时刻t时的恢复状态；若enb
b,t
＝1，则表示节点b在时刻t时被供电；若enb
b,t
＝0，则表示节点b在时刻t时未被供电；表示节点b在时刻t时的基础负荷；若节点b在时刻t时被供电，则该点处恢复的负荷为S12：建立松弛约束的惩罚项因子：式中：是惩罚系数；Γ
i,t
是非负变量，表示在时刻t时违反松弛约束i；S13：根据配电网各节点在各恢复时间段内的恢复情况，并考虑发电机供电的均匀性，建立考虑网络分割均匀性的因子：式中：是惩罚系数；NS是配电网中发电机台数；代表节点b在t时刻与微网s的连接；若则表示节点b在t时刻由微网s供电；若则表示节点b在t时刻没有被微网s供电；值得注意的是，若节点b被供点，那么该节点只能隶属于一个微网；表示属于微网s的所有节点数量；表示所有微电网的平均节点数；S14：建立包含节点恢复负荷，松弛约束和网络分割均匀性约束的目标函数如下：3.根据权利要求1所述的一种考虑网络分割均匀性的配电网重构优化方法，其特征在于，步骤S2的过程包括：
S21：分析配电网中各节点及线路与微网的关系，并考虑线路与各节点的连接关系，建立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：立如下网络分割约束：式中：ST是设置的配电网负荷恢复时间周期；SB是配电网中节点数量；SL是配电网中线路数量；SG是配电网中发电机数量；表示线路l在t时刻与微网s连接情况；若则表示线路l在t时刻与微网s连接；若则表示线路l在t时刻不与微网s连接；其中i和j分别是线路l的流入节点和流出节点；S22：引入注入功率和虚拟潮流来建立子网连通性约束；在每个通电母线上注入一个单位的虚拟节点需求；形成电网的配电网发电机母线上的虚拟功率注入数量等于子网中通电母...

【专利技术属性】
技术研发人员：施光南，张锋明，蒋春锋，茹伟，任基铭，徐子博，卜从容，王雅芳，严铭铭，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司，
类型：发明
国别省市：