一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置。首先，化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络；接着，采用一种无向图环路识别算法寻找简化配电网络中所有可能存在的环路；然后，对每个环路施加约束，以确保所有环路是断开的；最后，分别设计针对配电系统拓展规划、重构与恢复问题的辐射状约束集，以提升原问题的求解效率。相比于基于生成树与单商品流的辐射状约束集，本申请设计的配电系统拓展规划、重构与恢复问题的辐射状约束集具有更高的计算效率，有利于配电系统高效、灵活地适应日益复杂的运行环境。适应日益复杂的运行环境。

【技术实现步骤摘要】
一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置


[0001]本申请涉及电力系统
，尤其涉及一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置。

技术介绍

[0002]为便于继电保护配合、降低短路电流，配电系统一般按辐射状拓扑运行。随着分布式发电资源渗透率的提高，愈来愈复杂的运行环境要求配电网络具备可变性与灵活性。辐射状约束是配电系统拓展规划、重构、孤岛运行与恢复等优化问题的关键约束，寻找高效的辐射状约束集不仅可降低配电系统优化问题的复杂度，减少求解时间，还可提升配电网络的灵活性，使其适应日益复杂的运行环境。
[0003]目前配电系统优化问题常用的辐射状约束集为基于生成树的约束集与基于单商品流的约束集。然而，在配电系统存在多个电源的情况下，基于生成树的辐射状约束集不能确保所得到网架的连通性与辐射性；而基于单商品流的辐射状约束集要求增电线路数量的虚拟潮流变量，这会增加原优化问题的规模，不利于快速求解。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的是提供一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置，通过寻找配电网络中所有可能存在的环路，并对其一一施加约束，分别针对配电系统拓展规划问题、重构问题以及恢复问题的辐射状约束集，以提升这3类配电系统优化问题的求解效率。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，包括：
[0006]化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络；
[0007]采用无向图环路识别算法寻找所述简化配电网络中所有可能存在的环路；
[0008]对每个环路施加约束，使所有环路都断开；
[0009]生成分别针对配电系统拓展规划问题、重构问题以及恢复问题的辐射状约束集。
[0010]根据本申请实施例的第二方面，提供一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成装置，包括：
[0011]简化模块，用于化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络；
[0012]寻找模块，用于采用无向图环路识别算法寻找所述简化配电网络中所有可能存在的环路；
[0013]约束施加模块，用于对每个环路施加约束，使所有环路都断开；
[0014]约束生成模块，用于生成分别针对配电系统拓展规划问题、重构问题以及恢复问题的辐射状约束集。
[0015]根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：
[0016]一个或多个处理器；
[0017]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0018]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。
[0019]根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
[0020]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0021]由上述实施例可知，本申请提供的配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，相比于基于生成树与单商品流的约束集，所生成的辐射状约束集所含变量与约束数量较少，且具备较高的求解效率。此外，针对配电系统拓展规划问题、重构问题与恢复问题的特性设计了不同的辐射状约束集，以降低原优化问题的计算时间，有利于配电系统高效、灵活地适应日益复杂的运行环境。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0024]图1是根据一示例性实施例示出的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法框图。
[0025]图2是根据一示例性实施例示出的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成装置框图。
具体实施方式
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0028]图1是根据一示例性实施例示出的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法框图。该方法可以包括以下步骤：
[0029]步骤S101，化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络；
[0030]步骤S102，采用无向图环路识别算法寻找所述简化配电网络中所有可能存在的环路；
[0031]步骤S103，对每个环路施加约束，使所有环路都断开；
[0032]步骤S104，生成分别针对配电系统拓展规划问题、重构问题以及恢复问题的辐射状约束集。
[0033]由上述实施例可知，本申请提供一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法及装置，通过对配电网络中所有可能存在的环路一一施加约束，生成适用于配电系统拓展规划问题、重构问题与恢复问题的辐射状约束集。相比于基于生成树与单商品流的约束集，本申请所提方法所生成的辐射状约束集所含变量与约束数量较少，且具备较高的求解效率。此外，针对配电系统拓展规划问题、重构问题与恢复问题的特性设计了不同的辐射状约束集，以降低原优化问题的计算时间，有利于配电系统高效、灵活地适应日益复杂的运行环境。
[0034]上述步骤S101中，化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络。
[0035]在配电系统中，没有配备开关的线路是无法控制其开断的，这些线路称为不可控线路；因此，可以将相连的不可控线路及其所连接的节点简化为一个节点。此外，删除末端节点及其所连接的线路不会影响配电网络的环路寻找。具体地，按如下5个步骤对配电网络进行简化：
[0036](1)若有线路故障，则移除所有故障的线路；
[0037](2)将相连的不可控线路以及它们所连接的节点划分为一组；
[0038](3)用一个节点替换步骤(2)中的每一组线路与节点；
[0039](4)删除所有度数为1的节点及其所连接的线路；
[0040](5)重复步骤(4)直到网络中不存在度数为1的节点。
[0041]上述步骤S102中，所述无向图环路识别算法如下：
[0042][0043]采用无向图环路识别算法寻找所述简化配电网络中所有可能存在的环路。配电网络可认为是由节点与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，其特征在于，包括：化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络；采用无向图环路识别算法寻找所述简化配电网络中所有可能存在的环路；对每个环路施加约束，使所有环路都断开；生成分别针对配电系统拓展规划问题、重构问题以及恢复问题的辐射状约束集。2.根据权利要求1所述的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，其特征在于，化简原配电网络，得到不包含故障节点、故障线路与度数为1的节点的简化配电网络，具体包括：若有线路故障，则移除所有故障的线路；将相连的不可控线路以及它们所连接的节点划分为一组，其中所述不可控线路为没有配备开关的线路；用一个节点替换上述每一组不可控线路与节点；删除所有度数为1的节点及其所连接的线路，重复该步骤直到得到不存在度数为1的节点的简化配电网络。3.根据权利要求1所述的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，其特征在于，所述无向图环路识别算法的输入为一无向连通图G＝{N,E}，其中N与E分别为图G中节点与边的集合，输出为图G中可能存在的所有环路集合，以L表示，该算法包括以下步骤：求解无向连通图G＝{N,E}的生成树T＝{N,E*}；求解无向连通图G的基本环路集合L
f
，向生成树T中添加E*以外的线路，生成树T添加一条线路后会产生唯一的环路，该环路即为一个基本环路；通过逐条选择并添加E*以外的线路，可得到|E|
‑
|N|+1个基本环路；求解无向连通图G的可能环路集合L
p
，遍历基本环路集合L
f
中的每一种组合L
c
，然后计算组合L
c
中所有环路的异或，得到一个可能环路l
p
；采用深度遍历方法遍历可能环路l
p
构成的子图，若被遍历的线路数量等于l
p
包含的线路数量，l
p
是一个环路，否则l
p
不是一个环路；求解所有可能存在的环路集合L，基本环路集合L
f
与可能环路集合L
p
的并集为无向连通图G的所有可能存在的环路集合L＝L
f
∪L
p
。4.根据权利要求1所述的一种配电系统优化问题的辐射状约束集生成方法，其特征在于，对每个环路施加约束，使所有环路都断开，具体包括：给每一个环路施加如下的约束，称为环路消除约束，即式中：L为所有可能存在的环路集合，其元素l表示一个环路，为多条线路的集合；y
ij
为线路(i,j)的状态，1和0分别表示投运与断开；|l|为环路...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞凯元，文福拴，王崇宇，李鹏，袁智勇，于力，徐全，刘胤良，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：