一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法
本专利技术属于电网控制
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。本专利技术提出一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法，本专利技术采用的技术方案是：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：βij+βji＝αl,l＝1,2…m(1a)β0j＝0,j∈N(0)(1c)βij∈{0,1},i＝1,2,…n,j∈N(i)(1d)0≤αl≤1,l＝1,2,…m(1e)式(1a)-(1e)中，βij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；βji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β0j取0；αl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，Vb1、Vb2为相连两节点b1、b2的电压幅值，rl、xl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：式(4)中，分别为节点b的电压幅值上、下限。；步骤6.将步骤2中的式(1a)-(1e)作为辐射状网络约束；步骤7.步骤1-6形成的优化问题是一个二次约束规划问题，通过常规的数学线性优化方法直接求解。优选的，步骤2所述的形成辐射状网络显性表达式的方法为：借鉴图论相关理论，辐射状配网结构中两个节点的关系存在相连、不相连两种情况，相连的节点之间通过配网线路直接连接，且可以根据节点与根节点之间的位置关系，将两个相连的节点分为父节点和子节点。优选的，所述的父节点距离根节点比子节点近。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术从图论基本方法出发，提出了配电网辐射状结构的显性表达式；以此为核心，提出了配电网检修优化模型，使其能够通过常规的数学线性优化方法直接求解。附图说明图1为本专利技术提供一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1，如图1所示，本专利技术提供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：βij+βji＝αl,l＝1,2…m(1a)β0j＝0,j∈N(0)(1c)βij∈{0,1},i＝1,2,…n,j∈N(i)(1d)0≤αl≤1,l＝1,2,…m(1e)式(1a)-(1e)中，βij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；βji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β0j取0；αl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，Vb1、Vb2为相连两节点b1、b2的电压幅值，rl、xl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：式(4)中，分别为节点b的电压幅值上、下限。；步骤6.将步骤2中的式(1a)-(1e)作为辐射状网络约束；步骤7.步骤1-6形成的优化问题是一个二次约束规划问题，可利用Cplex等商用软件包直接优化求解得到。其中，步骤2所述的形成辐射状网络显性表达式的方法为：借鉴图论相关理论，辐射状配网结构中两个节点的关系存在相连、不相连两种情况，相连的节点之间通过配网线路直接连接，且可以根据节点与根节点之间的位置关系，将两个相连的节点分为父节点和子节点。所述的父节点距离根节点比子节点近。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法，其特征在于，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：βij+βji＝αl,l＝1,2…mi j         (1a)

【技术特征摘要】
1.一种基于辐射状结构建模的配电网检修优化方法，其特征在于，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：βij+βji＝αl,l＝1,2…mij(1a)β0j＝0,j∈N(0)(1c)βij∈{0,1},i＝1,2,…n,j∈N(i)(1d)0≤αl≤1,l＝1,2,…m(1e)式(1a)-(1e)中，βij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；βji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β0j取0；αl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，PlPL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...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建鑫，朱子坤，李兰浩，叶睆，赵必游，崔伯武，周聪，冯韶祥，郭苑灵，杨冬梅，郑全朝，张楠，房长山，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司茂名供电局，广东益泰达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44