本发明专利技术涉及含分布式电源配电网优化相关技术，具体涉及考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法及设备，该方法包括构建简单网络说明配电网重构问题，判断不同的开关状态下功率流动的方向；由于负载需求时变，在调查时段T内P<subgt;k</subgt;+Q<subgt;k</subgt;的值会发生变化，将时间段T分为M个子区间，确保在每个子区间内，负荷功率和分布式电源功率都是恒定的，并设置等式约束条件和不等式约束条件加以限制，给出最优传递能量；将探路者算法应用于解决有或无分布式电源布置时配电网能量损失最小的网络重构问题。该方法的优势是不需要计算给定周期内分布式电源的负荷曲线和发电量曲线，使用平均负荷和平均功率代替负荷和平均功率的发电量曲线。该方法可使计算时间大大缩短。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含分布式电源配电网优化相关，尤其涉及考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法及设备。
技术介绍
1、分布式电源在现代电力系统发展中以及智能电网的形成中扮演着非常重要的角色，其出现对配电系统的各项经济技术指标有着重要的影响。分布式电源接入配电网，使系统不再是单一的辐射型网络，对系统电能损耗的影响也变得不确定，其大小受分布式电源位置、容量以及配电网拓扑结构等因素影响。因此，传统计算配电网线损的方法的准确性难以保证，已有的算法没有考虑光伏发电功率受时段、季节的影响和负载的变化，因此，研究一种考虑到发电功率和负载变化的含有分布式电源的配电网线损计算的方法具有重要的现实意义。
2、当分布式电源并网后，由于分布式电源并网容量、接入位置等不同，以及用户负荷需求各异等因素的影响，潮流方向有多种可能，从而导致配电网系统线路损耗的不确定性增加。因此，考虑分布式电源并网后的线损变化问题，研究优化降损措施，有利于提高含分布式电源配电网的调度控制与管理运维水平。在各种降低能量损失的方法中，网络重构(nr)是最有效的方法之一，因为它不需要任何成本。因此，网络重构(nr)问题在配电网的运行中起着重要的作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决时变负荷条件下的网络重构问题。该方法综合考虑时变负荷与分布式电源出力的影响，提出了一种在不需要节点负荷图和分布式电源发电功率图的情况下，根据负载和分布式电源的平均功率选择24小时内能量损失最小的配置的新方法，以此来实现节能降损。
2、本专利技术提供一种考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构问题的方法，包括以下步骤：
3、步骤1：构建简单网络说明配电网重构问题，判断不同的开关状态下功率流动的方向；
4、步骤2：由于负载需求时变，在调查时段t内pk+qk的值会发生变化，将时间段t分为m个子区间，确保在每个子区间内，负荷功率和分布式电源功率都是恒定的，并设置等式约束条件和不等式约束条件加以限制，给出最优传递能量；
5、步骤3：将探路者算法(pathfinder algorithm,pfa)应用于解决有或无分布式电源布置时配电网能量损失最小的网络重构问题。
6、根据本专利技术提供的考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，步骤1所述简单网络含有两个分布式电源，将该环路网络分为n段，第k段上的有功功率表示为pk，无功功率表示为qk，复功率用pk+jqk来表示，并将网络中环路的正方向定义为逆时针；假设oc支路到od支路为第k段支路。
7、步骤1所述判断不同的开关状态下功率流动的方向为：
8、若pk>0、qk>0，则最优传递功率流是由oc支路向od支路传递的，在oc支路中以最接近pk和qk的潮流打开oc支路获得最小的功率损耗；
9、若pk<1、qk<1，则最优传递功率流是由od支路向oc支路传递的，以功率流最接近pk+jqk的方式打开od支路，获得最小的功率损耗；
10、其中，pk+jqk表示第k区段的最优传递功率，m表示周期t的子区间个数，d点为第k-1个节点，c点为第k个节点，pk+jqk表示cd支路段的复功率。
11、根据本专利技术提供的考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，步骤2所述将时间段t分为m个子区间，确保在每个子区间内，负荷功率和分布式电源功率都是恒定的；其每一个子区间时间段的间隔为第m个子区间内的pk+jqk可以表示为第m个长方形的面积。
12、步骤2所述最优传递能量为m个长方形的总面积，若的值最小，则能量损失最小；
13、t时段的平均最优输送潮流可定义为：则通过交换机交换重新配置后的网络能量损失确定为：
14、
15、其中，δarecf表示重新配置后的网络能量损失，ndg表示分布式电源的总数，ndg表示分支总数，m表示周期t的子区间个数，pd,g,j,m表示第j个分布式电源在第m个区段上的有功功率，p′k和q′k表示t时段的平均最优输送潮流。d点为第k-1个节点，c点为第k个节点，rcd表示c点到d点之间的电阻值，tm表示每一个子间隔的时间长度。
16、其中dij的计算公式为：
17、
18、设δa对p′k和q′k的偏导数为0，得式(2)，(3)，(4)
19、
20、
21、
22、
23、其中，δa表示网络能量损失，p′k和q′k表示t时段的平均最优输送潮流，ndg表示分布式电源的总数，和表示第j个分布式电源在m个子区间上的平均有功功率和平均无功功率，和表示第i个分支的有功功率和无功功率。
24、当分支中的复功率等于式(2)分布式电源的复发电功率等于式(3)时，确定p′k+jq′k以最小化δa的问题将变成确定p′k+jq′k以最小化δp的问题，另外，每个子区间分支的复功率可以近似计算为：
25、
26、式中，pi,m+jqi,m和pl,m+jql,m分别为第i个分支处的复幂和子区间tm处第l个节点处的复幂。将式(5)代入式(2)中，得到式(6)，如下：
27、
28、
29、式中是负荷在t时段内的平均复功率，计算公式如下：
30、
31、
32、因此，当节点负荷和分布式电源发电功率均为调查时段的平均功率时，考虑分布式电源的降低能量损耗网络重构问题可以通过降低功率损耗网络重构问题来解决。
33、步骤2所述不等式约束条件为支路容量约束和节点电压约束。然而，当不知道负载和分布式电源在每个子区间的确切功率时，很难维持每个子区间的电压和电流限制约束。如果负载和分布式电源波动不是太高，使用平均功率来改善电压和电流限制，将会在时间段t期间的每个子区间改善这些约束。在这种情况下，可以使用平均负载功率和平均分布式电源功率来检查这些约束。
34、
35、
36、适应度函数涉及到的电压降和电流容量的功率损耗和罚值如下:
37、
38、式中vmin和vmax分别为系统电压的最小限值和最大限值。是第i个支路上电流的最大极限。和分别为第j个节点电压和第i个支路电压。β1和β2是惩罚系数。
39、根据本专利技术提供的考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，步骤3所述探路者算法是一种基于领导阶级隐喻和自然界中动物群体运动寻找食物的元启发式方法。在一个群体中，所有的成员通常会根据被称为探路者的领导动物的信息移动到一个新的空间，探路者比其他动物更了解食物区域的信息。
40、步骤3.1：在探路者算法中，每只动物在种群中的位置由与相邻动物和探路者的交互信息更新，如式(11)所示。
41、
42、与动物在第k+1代和第k代的迭代。是探路者的位置，u1和u2是确定第i只动物和第j只动物、第i只动本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述构建简单网络说明配电网重构，判断不同的开关状态下功率流动的方向包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述将时间段T分为M个子区间，保证在每个子区间内，负荷功率和分布式电源功率恒定，并设置等式约束条件和不等式约束条件加以限制，以传递最优能量包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述利用探路者算法PFA进行有或无分布式电源布置时配电网能量损失最小的网络重构包括以下步骤：
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法。
7.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法。
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【技术特征摘要】
1.考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述构建简单网络说明配电网重构，判断不同的开关状态下功率流动的方向包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述将时间段t分为m个子区间，保证在每个子区间内，负荷功率和分布式电源功率恒定，并设置等式约束条件和不等式约束条件加以限制，以传递最优能量包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述考虑分布式发电减少能量损失的配电网络重构方法，其特征在于，所述利用探路者算法pfa进行有或无分布...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈韶昱，赖秀炎，徐凤乾，李青杉，郑志祥，吕慧珍，徐艺，陈星，周祺超，胡谦，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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