配電網(wǎng)優(yōu)化畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

山西大學(xué)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目中低壓配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件實(shí)現(xiàn)系別電力工程系專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)S電本1014班姓名李淑芳指導(dǎo)教師下達(dá)日期2012年2月20日設(shè)計(jì)時(shí)間自2012年2月20至2012年畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：1、題目名稱中低壓配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件實(shí)現(xiàn)2、題目來(lái)源現(xiàn)場(chǎng)二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容學(xué)習(xí)掌握配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論學(xué)習(xí)并掌握配電網(wǎng)潮流計(jì)算的基本理論學(xué)習(xí)并掌握一門編程語(yǔ)言的編程方法與技巧完成中低壓配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件實(shí)現(xiàn)完成5000漢字的與設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的英文資料的翻譯三、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)（1）根據(jù)我國(guó)配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題，建立適合的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)（2）針對(duì)配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特殊性，選取合適的潮流計(jì)算方法（3）軟件應(yīng)達(dá)到的要求：a.潮流計(jì)算程序要滿足一定的速度要求b.優(yōu)化程序要滿足一定的速度要求（4）軟件應(yīng)達(dá)到的功能：a.軟件要有可視的人機(jī)界面，可根據(jù)不同的要求，適當(dāng)改變優(yōu)化參數(shù)b.可考慮一條或多條支路接入的情況下的優(yōu)化計(jì)算（5）優(yōu)化結(jié)果需滿足實(shí)際運(yùn)行要求設(shè)計(jì)的基本要求（1）能用一種編程語(yǔ)言熟練編程（2）掌握配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件設(shè)計(jì)（3）完成畢業(yè)論文一份（4）完成與設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的英文資料的翻譯五、進(jìn)度安排周數(shù)論文各階段名稱1我國(guó)配電網(wǎng)現(xiàn)狀研究2根據(jù)我國(guó)配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題，建立適合的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)3優(yōu)化理論的初步學(xué)習(xí)，選擇適合的優(yōu)化理論4已選擇的優(yōu)化理論的深入學(xué)習(xí)5編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)6配電網(wǎng)潮流計(jì)算程序的選擇或編寫10數(shù)據(jù)采集、處理、分析11編程、調(diào)試及實(shí)例計(jì)算12編程、調(diào)試及實(shí)例計(jì)算13編程、調(diào)試及實(shí)例計(jì)算14英文資料翻譯15畢業(yè)論文寫作16畢業(yè)論文寫作17論文打印、裝訂18論文答辯六、進(jìn)度要求1、實(shí)習(xí)階段第周（月日）至第周（月日）共周2、設(shè)計(jì)階段第周（月日）至第周（月日）共周3、答辯日期第周（年月日）七、其它要求配電網(wǎng)優(yōu)化摘要本文主要論述了配電網(wǎng)優(yōu)化的意義，并分析了我國(guó)城市配電網(wǎng)存在的一些問(wèn)題，對(duì)配電網(wǎng)目標(biāo)函數(shù)的建立，約束條件和遺傳算法的基本理論進(jìn)行了分析，然后闡述了配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論、配電網(wǎng)重構(gòu)的基本理論，在此基礎(chǔ)上，采用以降低網(wǎng)損為目標(biāo)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)造了一個(gè)基于等效簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞呐潆娋W(wǎng)絡(luò)重構(gòu)GA，將其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞刃Ш?jiǎn)化為線損最小的配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目的。最后，以MATLAB遺傳算法工具箱和MATPOWER4.1為軟件基礎(chǔ)編寫了配電網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算程序。關(guān)鍵字：配電網(wǎng)優(yōu)化；遺傳算法；配電網(wǎng)重構(gòu)；降低網(wǎng)損AbstractThispapermainlydiscussesthesignificanceofthedistributionnetworkoptimization,andanalyzessomeoftheproblemsoftheurbandistributionnetworkinChina,theestablishmentofdistributionnetworkobjectivefunction,constraints,andgeneticalgorithms,thebasictheoryandthendescribesthebasicdistributionnetworkoptimizationtheory,thebasictheoryofthedistributionnetworkreconfiguration.Onthisbasis,usedtodecreasenetworklossasthegoalofthepowerdistributionnetworkforthereconstructionofthemathematicalmodel,isconstructedbasedonthenetworktopologyequivalentsimplificationofthedistributionnetworkreconfigurationGA,itsnetworktopologyequivalentsimplificationofpowerdistributionlinelossminimumfornetworktopologystructure,toachievethepurposeofnetworkreconfiguration.Finally,theMATLABgeneticalgorithmtoolboxandMATPOWER4.1writesoftwareinfrastructure,distributionnetworkoptimizationprogram.Keywords:distributionnetworkoptimization;geneticalgorithm;distributionnetworkreconfiguration;lossReduction.

目錄第1章概述 51.1本文研究的目的和意義 51.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 61.2.1運(yùn)行方式的研究現(xiàn)狀 61.2.2配網(wǎng)重構(gòu)的研究現(xiàn)狀 71.3本文的主要工作 8第2章配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論 92.1配電網(wǎng)優(yōu)化基本思路 92.1.1配電網(wǎng)優(yōu)化的總體原則 92.1.2配電網(wǎng)優(yōu)化的技術(shù)原則 92.2配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本理論 102.2.1正常運(yùn)行時(shí)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu) 102.2.2故障恢復(fù)中的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu) 11第3章基于遺傳算法配電網(wǎng)優(yōu)化研究 133.1目標(biāo)函數(shù)的建立 133.1.1系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小 133.1.2約束條件 133.2配電網(wǎng)的潮流計(jì)算方法 143.3配電網(wǎng)優(yōu)化常用算法 153.3.1最優(yōu)流模式算法 153.3.2支路交換算法 163.3.3基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)優(yōu)化 163.3.4基于模擬退火的配電網(wǎng)優(yōu)化（SA） 163.4遺傳算法基本理論 173.4.1遺傳算法的特點(diǎn) 173.4.2基于遺傳算法的配電網(wǎng)重構(gòu) 18第4章算例分析 194.1算例介紹 194.2網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前的計(jì)算結(jié)果分析 254.3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果分析 254.4結(jié)果對(duì)比 26第5章結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致謝 29英文原文 30中文翻譯 47

第1章概述1.1本文研究的目的和意義雖然配電系統(tǒng)與輸電系統(tǒng)緊密相連，但它在許多方面有別于輸電系統(tǒng)，具有許多自身的特點(diǎn)。和電力系統(tǒng)其他部分相比，配電系統(tǒng)具有如下一些特點(diǎn)：（1）配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按閉環(huán)設(shè)計(jì)但輻射狀運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)線路參數(shù)R/X比值較大。（2）配電系統(tǒng)裝置沿饋線長(zhǎng)度分布，除供方設(shè)備外，還接有大量極為分散。（3）配電系統(tǒng)直接與用戶相聯(lián)系，對(duì)供電質(zhì)量與可靠性有著特殊的要求。（4）配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比例，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的經(jīng)濟(jì)性也提出了越來(lái)越高的要求。（5）配電系統(tǒng)上述特點(diǎn)的存在，使得對(duì)其分析不能完全遵循應(yīng)用于發(fā)電、輸電系統(tǒng)的方法。人們要求對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行在線與離線的智能化管理，使其處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和高效的運(yùn)行狀態(tài)。配電網(wǎng)優(yōu)化就是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。近幾年來(lái)，我國(guó)經(jīng)過(guò)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，配電設(shè)備的自動(dòng)化程度得到提高。配電自動(dòng)化程度的提高和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展使配電網(wǎng)的優(yōu)化重構(gòu)成為可能。通過(guò)配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)改變網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，或改變電容器的無(wú)功補(bǔ)償分布，都可以改變配電網(wǎng)中的潮流分布，優(yōu)化配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。配電網(wǎng)在優(yōu)化經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行可以降低線路損耗，節(jié)約電能，提高供電質(zhì)量和供電可靠性，改善電壓分布和功率分布，延長(zhǎng)電力設(shè)備的使用壽命，能夠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。城市高壓配電網(wǎng)是配電網(wǎng)系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，是連接輸電網(wǎng)和中壓配電網(wǎng)的紐帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)發(fā)電量的85%是經(jīng)由35-110kV高壓配電網(wǎng)送給用戶的。如此大的電能輸送比例就要求城市高壓配電網(wǎng)能夠高質(zhì)量和高經(jīng)濟(jì)性地輸送電能，同時(shí)要求電網(wǎng)擁有較高的安全性和穩(wěn)定性。但是我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)的理論研究主要停留在10kV電壓等級(jí)，而對(duì)城市高壓配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)的理論研究很少重視中壓配電網(wǎng)，而忽視配電網(wǎng)優(yōu)化研究的現(xiàn)象。使其缺乏應(yīng)有的理論指導(dǎo)。在我國(guó)重電源、輕電網(wǎng)、重輸電、輕配電、重中壓配電網(wǎng)、輕高壓配電網(wǎng)的社會(huì)大環(huán)境下，如何對(duì)城市高壓配電網(wǎng)進(jìn)行合理的優(yōu)化重構(gòu)，使其更加經(jīng)濟(jì)、安全和穩(wěn)定的運(yùn)行成為了急需解決的問(wèn)題。因此配電網(wǎng)優(yōu)化的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。[1]配電網(wǎng)優(yōu)化的意義一、降低配電網(wǎng)線損，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性長(zhǎng)期以來(lái)，電力部門不斷的降低電力系統(tǒng)的能耗和線損，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠性。西方主要工業(yè)國(guó)家的線損率大致在5%-8%，我國(guó)為10%，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距。35-110kV配網(wǎng)線損是地區(qū)線損的重要組成部分，2005年全國(guó)城網(wǎng)110kV以下配網(wǎng)線損占總線損的60%，可見(jiàn)降低配網(wǎng)線損是降損工作的關(guān)鍵問(wèn)題之一，在正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改善電網(wǎng)運(yùn)行方式從而達(dá)到降低配網(wǎng)網(wǎng)損的目的。二、均衡負(fù)荷，消除過(guò)載，提高供電電壓質(zhì)量在配網(wǎng)中，每條饋線均有不同類型的負(fù)荷如：商業(yè)類、民用類和工業(yè)類。由于不同類型負(fù)荷的日負(fù)荷曲線是不同的，在變電站的變壓器及每條饋線上峰值負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間是不同的，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可以將負(fù)荷從重負(fù)載或是過(guò)負(fù)載饋線（或變壓器）、轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載（或變壓器）上，這種轉(zhuǎn)移不僅調(diào)節(jié)了運(yùn)行饋線的負(fù)荷水平，消除饋線過(guò)載，還能改善電壓質(zhì)量，同時(shí)也可以有效地減小整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)損。三、提高供電可靠性在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以打開(kāi)配電系統(tǒng)中的某些分段開(kāi)關(guān)隔離故障，同時(shí)合上某些聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)把故障線路上的部分或全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其它線路上去，從而起到快速隔離故障和恢復(fù)供電的目的。此外，從我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，配電網(wǎng)仍需要大量建設(shè)，隨著我國(guó)1000kV電壓等級(jí)線路的建設(shè)，220kV電網(wǎng)將由主干網(wǎng)變?yōu)榕潆娋W(wǎng)，這些都為本課題的提出創(chuàng)造了良好的條件。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的配電系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，發(fā)展水平較低，建設(shè)相對(duì)落后。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，電力設(shè)備數(shù)量多但性能落后、免維護(hù)水平低且不適合自動(dòng)化要求等，導(dǎo)致停電事故頻繁發(fā)生，可靠性較低，嚴(yán)重影響了人民的生活水平和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。包括我國(guó)在內(nèi)的一些國(guó)家在發(fā)電、輸電、配電上的投資比例。目前，我國(guó)城市配電網(wǎng)的發(fā)展還存在一些普遍性問(wèn)題，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱；電力設(shè)備陳舊、事故率高、線路過(guò)載、可靠性差、電壓質(zhì)量低等。具體可歸納為以下幾點(diǎn)：1、配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱長(zhǎng)期以來(lái)，配電網(wǎng)發(fā)展處于一種無(wú)序狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極不合理，突出表現(xiàn)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，主次網(wǎng)架不清晰，多分段多互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)未形成。近年來(lái)，配電網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)迅速。居民生活用電量增長(zhǎng)了33%給城鄉(xiāng)配電網(wǎng)帶來(lái)了很大的壓力，相當(dāng)多的一些設(shè)備因?yàn)檫^(guò)負(fù)荷而發(fā)生故障，用戶電壓不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)損耗過(guò)大，故障發(fā)生頻繁等問(wèn)題。2、城市配電網(wǎng)技術(shù)落后，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低目前，我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平普遍較低，雖然近年來(lái)也引進(jìn)和開(kāi)發(fā)了一些新的技術(shù)，同國(guó)外相比差距仍很大。配電網(wǎng)設(shè)備落后陳舊，安全性差，能耗大，故障頻繁。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平低，在城市電網(wǎng)中，中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化是一塊空白。目前，城市配電網(wǎng)自動(dòng)化剛剛起步，城市中壓配電網(wǎng)自動(dòng)化處于初始階段，與國(guó)外相比落后較大。3、線路損耗率較高，電壓合格率普遍較低目前，配電網(wǎng)普遍存在線損較高的問(wèn)題。我國(guó)輸配電線路的線路損耗率在10%以上，農(nóng)村電網(wǎng)的線損率高達(dá)20%以上。同時(shí)，電壓合格率也普遍較低。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，，，這些主要與城市配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、原建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低以及負(fù)荷發(fā)展的特點(diǎn)有關(guān)。早期建設(shè)的配網(wǎng)線路已經(jīng)不適合當(dāng)前的城市發(fā)展需要和電力體制改革的要求。4、電網(wǎng)供電可靠性低，電網(wǎng)規(guī)劃不科學(xué)據(jù)2009年對(duì)我國(guó)286座城市統(tǒng)計(jì)，中壓配電網(wǎng)的平均供電可靠性為99.887%。而1998年，英國(guó)的供電可靠性己達(dá)99.988%，美國(guó)達(dá)99.984%，法國(guó)達(dá)99.991%，日本東京電力公司達(dá)99.999%。我國(guó)的配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，主要是由規(guī)劃人員依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和局部計(jì)算來(lái)進(jìn)行，在有限的條件下解決負(fù)荷增加、線路過(guò)載、電壓偏低等不斷出現(xiàn)的新問(wèn)題。對(duì)于規(guī)模日益擴(kuò)大的配電網(wǎng)，這種規(guī)劃方法將越來(lái)越難以進(jìn)行配電網(wǎng)的合理建設(shè)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。運(yùn)行方式的研究現(xiàn)狀在配電網(wǎng)中，規(guī)劃，調(diào)度和運(yùn)行方式優(yōu)化都關(guān)注配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，它們構(gòu)成了配電網(wǎng)運(yùn)行方式應(yīng)用的主要的幾個(gè)方面，但是它們之間也有比較明顯的區(qū)別。在配電網(wǎng)中，配電網(wǎng)的規(guī)劃比較關(guān)注中長(zhǎng)期的網(wǎng)架及設(shè)備狀態(tài)，而調(diào)度的運(yùn)行方式比較關(guān)注在線的配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，配電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化可以說(shuō)是介于兩者之間的一個(gè)狀態(tài)，它要求準(zhǔn)實(shí)時(shí)，在比較短的時(shí)間內(nèi)，可以給出運(yùn)行方式優(yōu)化的建議，供給調(diào)度員操作參考，但是配電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化離不開(kāi)配電網(wǎng)網(wǎng)架狀態(tài)的制約。電網(wǎng)運(yùn)行方式分析的主要任務(wù)，總體來(lái)說(shuō)有四點(diǎn)：①保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行和高質(zhì)量供電；②提高電網(wǎng)整體效益，使電網(wǎng)盡可能運(yùn)行在其物理極限而又不發(fā)生冒險(xiǎn)的狀態(tài)，從而推遲新投資和降低造價(jià)；③不斷降低電能生產(chǎn)和電能傳輸費(fèi)用；④適應(yīng)電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中不斷出現(xiàn)的要求。以上四個(gè)目標(biāo)，從更高的層面來(lái)講，就是要保持電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)行方式安排的過(guò)程實(shí)際上是在預(yù)測(cè)的負(fù)荷分布條件下，對(duì)設(shè)備檢修計(jì)劃和發(fā)電計(jì)劃反復(fù)調(diào)整、反復(fù)計(jì)算的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的首要目標(biāo)，是要使電網(wǎng)在預(yù)測(cè)的負(fù)荷分布、設(shè)定電網(wǎng)拓?fù)浜桶l(fā)電計(jì)劃條件下，能夠承受預(yù)想事故的打擊，即保證電網(wǎng)在計(jì)劃工況下，遇到各個(gè)預(yù)想事故的打擊，仍能保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。在安全性和用電需求得到滿足的條件下，還要對(duì)當(dāng)日運(yùn)行方式做進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算，在盡可能滿足電網(wǎng)設(shè)備檢修按需檢修的條件下，最大限度地發(fā)揮電網(wǎng)的整體效益，挖掘電網(wǎng)輸電潛力，提高輸電能力，最大限度地解放富余電力。進(jìn)而，在時(shí)間允許的情況下，繼續(xù)優(yōu)化計(jì)算，降低電能傳輸費(fèi)用。從電網(wǎng)運(yùn)行方式的工作流程可以看出，運(yùn)行方式分析計(jì)算質(zhì)量的好壞，分析計(jì)算水平的高低直接影響電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行兩個(gè)根本目標(biāo)——安全性和經(jīng)濟(jì)性，而分析計(jì)算水平的高低一定程度上又取決于分析計(jì)算工具先進(jìn)性。因此，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化的基本目標(biāo)，是不斷提高電網(wǎng)運(yùn)行方式分析計(jì)算水平，提高安全性和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行水平這個(gè)永恒的生產(chǎn)需求。配網(wǎng)重構(gòu)的研究現(xiàn)狀為了綜合輻射型和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，一般情況下，配電網(wǎng)絡(luò)是閉環(huán)設(shè)計(jì)而開(kāi)環(huán)運(yùn)行，它是通過(guò)在配電線路上配置一些開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的。配電網(wǎng)絡(luò)中配置了較多的開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)將配電網(wǎng)絡(luò)中的線路分成許多線路段。為滿足輻射狀運(yùn)行的需要，其中一部分開(kāi)關(guān)必須打開(kāi)，稱為聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)；處于閉合狀態(tài)的開(kāi)關(guān)稱為分段開(kāi)關(guān)。配電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)主要有兩方面作用，（1）故障隔離和供電恢復(fù)。系統(tǒng)故障時(shí)，打開(kāi)部分分段開(kāi)關(guān)將故障支路隔離，同時(shí)閉合相關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)將非故障支路轉(zhuǎn)移到其它線路上。（2）運(yùn)行優(yōu)化。正常運(yùn)行時(shí)，可以通過(guò)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的調(diào)整改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（即配電網(wǎng)重構(gòu)），實(shí)現(xiàn)提高可靠性、降低損耗等優(yōu)化目的。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)就是通過(guò)操作這些開(kāi)關(guān)，即通過(guò)調(diào)整網(wǎng)中分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的分、合狀態(tài)，重新組織網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，使之處于一個(gè)更有利的運(yùn)行狀態(tài)。配網(wǎng)重構(gòu)是配電網(wǎng)研究的重要領(lǐng)域，其研究目的是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，尋求滿足網(wǎng)損最小、運(yùn)行費(fèi)最少、供電可靠性最高、電壓質(zhì)量最好或上述綜合的最佳的運(yùn)行方式，因此配網(wǎng)重構(gòu)是一個(gè)多目標(biāo)非線性混合組合優(yōu)化問(wèn)題。配網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題是配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題。按側(cè)重面不同，可分為故障后重構(gòu)（故障恢復(fù)）和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)。發(fā)生故障時(shí)，當(dāng)切除了配電網(wǎng)中的故障運(yùn)行設(shè)備后，在滿足一定約束的條件下，為了減少停電面積從而盡可能地保證用戶供電而進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整就是故障后重構(gòu)。配電網(wǎng)通常是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，開(kāi)環(huán)運(yùn)行，即其饋線具有輻射狀的特點(diǎn)。因此當(dāng)配電網(wǎng)中饋線發(fā)生永久性故障引起停電時(shí)，在故障區(qū)隔離后，對(duì)于輻射狀的配電饋線，其非故障部分將分成兩部分：與電源相連部分和故障區(qū)以下（相對(duì)于電源點(diǎn)）的部分。對(duì)于前者可以通過(guò)重合變電站相應(yīng)的出線斷路器恢復(fù)供電；而后者則要通過(guò)與之相連的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的操作恢復(fù)供電。因此故障后的重構(gòu)主要是考慮對(duì)故障區(qū)以下的非故障斷電區(qū)恢復(fù)供電。任何一個(gè)配電網(wǎng)，理論上都存在一個(gè)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)最優(yōu)結(jié)構(gòu)下，各負(fù)荷點(diǎn)的運(yùn)行電壓、網(wǎng)絡(luò)損耗和負(fù)荷平衡的協(xié)調(diào)優(yōu)于其它可能方案。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，這個(gè)最優(yōu)結(jié)構(gòu)也隨之變化，計(jì)算出這個(gè)最優(yōu)結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于最優(yōu)狀態(tài)，這就是配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)研究的主要內(nèi)容。1.3本文的主要工作本文主要論述了配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論及其研究意義，主要內(nèi)容如下：（1）對(duì)配電網(wǎng)為什么要進(jìn)行優(yōu)化、配電網(wǎng)優(yōu)化的意義、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的算法的類型、比較和使用以及Matlab的一些數(shù)學(xué)運(yùn)算和M文件的編程進(jìn)行詳細(xì)的了解。（2）建立以線路損耗最小為目標(biāo)函數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并確定了相應(yīng)的約束條件。（3）依據(jù)數(shù)據(jù)使用Matpower進(jìn)行潮流計(jì)算，用Matlab的M文件編程；（4）通過(guò)對(duì)各種算法的比較，確定采用遺傳算法作為本文研究的算法。同時(shí)本文結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征和遺傳算法特點(diǎn)具體探討了如何實(shí)現(xiàn)遺傳算法的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，基于配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母倪M(jìn)方法，提高了算法的收斂速度和收斂性。（5）以河西地區(qū)配電網(wǎng)為例，編寫了配電網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算程序，通過(guò)優(yōu)化結(jié)果對(duì)比表明，本文所提出的相關(guān)理論算法的可行性，并取得了一定的實(shí)際意義。第2章配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論2.1配電網(wǎng)優(yōu)化基本思路配電網(wǎng)優(yōu)化的總體原則城市配電網(wǎng)規(guī)劃是在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃及城市市政規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過(guò)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)和建設(shè)發(fā)展的調(diào)查、研究，提出城市電力需求預(yù)測(cè)，結(jié)合城市發(fā)展的總體設(shè)想，安排城市規(guī)劃建設(shè)改造項(xiàng)目。其中，要堅(jiān)持以下原則：1、配電網(wǎng)規(guī)劃以電力需求為導(dǎo)向，將配電網(wǎng)建設(shè)的社會(huì)效益與配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益兼顧考慮。2、配電網(wǎng)所安排的建設(shè)項(xiàng)目必須有利于電力市場(chǎng)的開(kāi)拓，有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有利于供售電量的增長(zhǎng)。3、配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，要貫徹電力與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展和適度超前的方針。4、配電網(wǎng)規(guī)劃堅(jiān)持電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提高能源利用率，加快技術(shù)創(chuàng)新，確保配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。配電網(wǎng)優(yōu)化的技術(shù)原則1、為符合國(guó)家電壓標(biāo)準(zhǔn)和盡量簡(jiǎn)化電壓層次的原則，城市電網(wǎng)不再考慮35千伏電壓等級(jí)。所以，高壓配電網(wǎng)為110千伏，中壓配電網(wǎng)電壓為10千伏，低壓配電網(wǎng)電壓為380/220伏。2、中壓配電網(wǎng)依據(jù)高壓變電站的分布和供電能力在滿足電能質(zhì)量及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)的范圍內(nèi)，結(jié)合經(jīng)營(yíng)配合管理上的方便性和城市功能分區(qū)劃分成相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)配電網(wǎng)。3、中壓配電網(wǎng)應(yīng)有一定的容量裕度，當(dāng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)不致使載流元件過(guò)載。當(dāng)任何一個(gè)中壓饋電柜因故停電時(shí)，通過(guò)倒閘操作，能繼續(xù)向用戶供電，當(dāng)發(fā)生線路故障時(shí)，通過(guò)倒閘操作，能繼續(xù)向非故障線路路段用戶供電，配電線路不過(guò)負(fù)荷，不限電。4、中、低壓電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)與改造要積極采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料。設(shè)備選擇注意小型化、自動(dòng)化、免維護(hù)或少維護(hù)。5、隨著城市建設(shè)與改造的不斷進(jìn)行，城市中壓配電網(wǎng)應(yīng)逐步提高絕緣化水平，在有條件的城區(qū)要逐步發(fā)展電纜網(wǎng)絡(luò)和架空絕緣導(dǎo)線，使規(guī)劃區(qū)內(nèi)的電纜化率和絕緣化率穩(wěn)步提高。新建的開(kāi)發(fā)區(qū)、住宅區(qū)應(yīng)采用電纜網(wǎng)供電。6、分區(qū)配電網(wǎng)應(yīng)有明確的供電范圍，營(yíng)業(yè)區(qū)不交錯(cuò)，分區(qū)配電網(wǎng)的供電范圍以新的高壓變電站投產(chǎn)，負(fù)荷的增長(zhǎng)程度進(jìn)行調(diào)整。7、中心區(qū)公用架空配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，開(kāi)環(huán)運(yùn)行。8、分區(qū)配電網(wǎng)以高壓變電站不同兩段10千伏母線為供電電源。重要地區(qū)的分區(qū)配電網(wǎng)應(yīng)有兩個(gè)及兩個(gè)以上高壓變電站向其供電。9、架空線路的主干網(wǎng)導(dǎo)線截面應(yīng)按配電網(wǎng)中長(zhǎng)期規(guī)劃一次建成，主干線平均負(fù)荷電流一般應(yīng)控制在其安全電流的1/2左右，當(dāng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)不致使配電網(wǎng)的各元件過(guò)載；電纜線路的負(fù)荷電流一般應(yīng)控制在安全電流的1/2以下，超過(guò)時(shí)應(yīng)采取分路措施。10、開(kāi)閉所電源電纜，每回路選用300MM2銅芯，雙電源開(kāi)閉所應(yīng)設(shè)備自投。11、中性點(diǎn)可采取不接地，經(jīng)消弧線圈接地，經(jīng)小電阻接地三種接地方式。12、中壓配電線路供電半徑，市區(qū)中心不大于2公里，中心區(qū)外不超過(guò)3-4公里。13、城市道路網(wǎng)是城市配電網(wǎng)建設(shè)的依托，每條道路至少應(yīng)留一條線路路徑。城市主、次干道均應(yīng)留有電纜敷設(shè)位置，重要主干道還應(yīng)留有電纜隧道或排管位置。道路交叉處可按規(guī)劃線路敷設(shè)足夠數(shù)量的電纜排管，城市地下電力管網(wǎng)要優(yōu)先滿足110千伏電纜線路的敷設(shè)要求，并在電纜排管中應(yīng)設(shè)計(jì)安排通訊專用孔，變電站進(jìn)出線通道應(yīng)按最終規(guī)模一次建成。14、6-10萬(wàn)平方米的住宅區(qū)應(yīng)建設(shè)環(huán)網(wǎng)設(shè)施或開(kāi)閉所，10萬(wàn)平方米以上的住宅應(yīng)根據(jù)規(guī)劃考慮建設(shè)35千伏以上變電站。[2]2.2配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本理論配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)可分為正常運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)和故障后的恢復(fù)重構(gòu)，正常運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)；故障后的恢復(fù)重構(gòu)是為了以最快的速度盡可能多地恢復(fù)對(duì)非故障斷電區(qū)域用戶的供電。正常運(yùn)行時(shí)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)正常運(yùn)行時(shí)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)也稱為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)，其主要目的是通過(guò)改變線路開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)變換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)電力供需平衡的前提下，減少網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行損耗，提高網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性，并滿足容量和電壓等約束。正常運(yùn)行時(shí)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，其目標(biāo)及研究方法主要包括：（1）以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性為目標(biāo)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的供電潛力。提高系統(tǒng)可靠性的途徑一般有兩條：一是提高組成系統(tǒng)各元件的可靠性性能；二是增加系統(tǒng)的冗余度。但這兩種方法都需要增加投資，經(jīng)濟(jì)性不是很好。進(jìn)行配電網(wǎng)的重構(gòu)可以在不增加投資的情況下，提高系統(tǒng)的可靠性。配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行評(píng)估的方法有兩類：一類是解析法，另一類是模擬法。解析法是對(duì)預(yù)想的停運(yùn)事件進(jìn)行逐個(gè)評(píng)估和計(jì)算，最終得到用戶和系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。解析法原理簡(jiǎn)單，模型準(zhǔn)確，已廣泛用于輻射型配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估。但配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，計(jì)算將會(huì)很繁雜。配電網(wǎng)可靠性評(píng)估常用的最小路法屬于解析法，它同時(shí)考慮了最小路上的元件和非最小路上的元件故障對(duì)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可靠性指標(biāo)的影響，并能找出網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié)，是一種非常有效的算法。模擬法是通過(guò)模擬元件壽命過(guò)程的實(shí)際情況，并對(duì)此模擬過(guò)程進(jìn)行若干時(shí)間觀察，評(píng)估所求的可靠性指標(biāo)，模擬法適合于復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算，在有些特定場(chǎng)合，該方法甚至是唯一可行的求解方法。（2）使負(fù)荷均勻分布，避免設(shè)備過(guò)載，提高電網(wǎng)的安全性和供電質(zhì)量。由于負(fù)荷的快速變化和電力建設(shè)的滯后，使配電網(wǎng)的負(fù)荷分布極不平衡，由此帶來(lái)很大的危害，如增加系統(tǒng)的能量損耗，影響系統(tǒng)的電能質(zhì)量和增加系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的危險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡的手段主要有兩種：一是各變電站之間供電區(qū)域的重新劃分；二是同一變電站各饋線間供電負(fù)荷的調(diào)整交換。文獻(xiàn)[6]就負(fù)荷平衡問(wèn)題提出一柳網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的線性整數(shù)規(guī)劃模型，將問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件都精確地用數(shù)學(xué)解析表達(dá)式表示，試圖用解析的方法尋找全局最優(yōu)解。文獻(xiàn)[7]中提出了新的負(fù)荷平衡指數(shù)，并應(yīng)用它來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷平衡情況。文獻(xiàn)[8]提出了一個(gè)針對(duì)三相不平衡配電網(wǎng)的負(fù)荷平衡算法。文獻(xiàn)[9]使用支路負(fù)荷平衡系數(shù)和系統(tǒng)總的負(fù)荷平衡系數(shù)來(lái)確定系統(tǒng)的負(fù)荷水平和系統(tǒng)的容量。（3）系統(tǒng)有功功率損耗最小化。降低配電網(wǎng)線損一直是電力企業(yè)努力的方向，西方主要工業(yè)國(guó)家的線損率大致在5%一8%，我國(guó)為9%左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距。35kV-100kV配電網(wǎng)線損是地區(qū)線損的重要組成部分，1995年全國(guó)城網(wǎng)10kV以下配電網(wǎng)線損占總線損的60%，可見(jiàn)降低配電網(wǎng)線損是降損工作的關(guān)鍵問(wèn)題之一。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是降低配電網(wǎng)線損的有效途徑，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)還可以均衡負(fù)荷、消除過(guò)載、提高供電電壓質(zhì)量。目前，大部分關(guān)于配電網(wǎng)重構(gòu)的文獻(xiàn)都以最小化有功損耗為目標(biāo)。但實(shí)際的配電系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷時(shí)刻都在發(fā)生變化，以有功功率損耗最小為目標(biāo)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)也不可能是固定的，它隨時(shí)會(huì)發(fā)生改變，并導(dǎo)致頻繁的開(kāi)關(guān)操作，這是不經(jīng)濟(jì)的也是不現(xiàn)實(shí)的。因此，實(shí)用的有功功率損耗最小化的方案是選擇特定時(shí)段內(nèi)特定時(shí)刻的負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷，通常選用峰值負(fù)荷，然后就這一代表狀態(tài)下有功功率損耗的最小化，提出開(kāi)關(guān)操作的優(yōu)化方案，完成網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。由于采用的是近似的方案，在非峰值負(fù)荷時(shí)刻沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的最小化系統(tǒng)有功損耗，所以不能得到真正的最優(yōu)解。（4）某給定時(shí)間段上（一日、一周或一季度）的系統(tǒng)能量損耗最小。為了便于計(jì)算，一般采用階梯形曲線來(lái)近似代替配電系統(tǒng)的實(shí)際的連續(xù)負(fù)荷曲線，同時(shí)忽略在較小時(shí)間段（一小時(shí)）內(nèi)負(fù)荷的波動(dòng)情況。其實(shí)質(zhì)是將連續(xù)變量離散化，注重變化趨勢(shì)，忽略小的量變，目的是為了節(jié)省能源，簡(jiǎn)化計(jì)算。它保證了在某給定時(shí)間段上的系統(tǒng)能量損耗最小。以降低電能損耗為網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)，前者采用模擬退火法求解，但由于需要進(jìn)行多層次大量的開(kāi)關(guān)交換，計(jì)算量很大；后者采用遺傳算法求解，該方法的主要缺點(diǎn)是選取不同的初始基因串會(huì)有不同的優(yōu)化結(jié)果。[3]故障恢復(fù)中的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)配電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題。根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在發(fā)生永久性故障引起停電時(shí)，故障設(shè)備的切除，可能導(dǎo)致非故障部分成為可直接與原供電電源相連的部分和故障點(diǎn)以下非相連的兩部分。前者可以通過(guò)重合變電站相應(yīng)的出線斷路器恢復(fù)供電；后者則要通過(guò)與之相連的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)來(lái)恢復(fù)供電。因此故障后的恢復(fù)重構(gòu)主要是考慮對(duì)故障區(qū)以外的非故障斷電區(qū)的恢復(fù)供電。配電網(wǎng)故障恢復(fù)大致可以劃分為以下3種模式：（1）早期的人工故障恢復(fù)模式在自動(dòng)化水平較低的早期，故障恢復(fù)主要依靠裝設(shè)在配電線路上的故障指示器。故障發(fā)生后，工作人員依靠故障指示器找到故障位置，利用柱上開(kāi)關(guān)設(shè)備手動(dòng)隔離故障區(qū)，人工恢復(fù)非故障區(qū)的供電。這種早期模式自動(dòng)化水平較低，故障處理時(shí)間較長(zhǎng)。（2）配電自動(dòng)化（Distributionautomation，DA）的故障恢復(fù)模式DA模式主要依靠裝設(shè)在配電網(wǎng)中的分段器、重合器及柱上開(kāi)關(guān)等具有一定智能的硬件設(shè)備，通過(guò)開(kāi)關(guān)功能和保護(hù)時(shí)間配合，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷、隔離和恢復(fù)。這種恢復(fù)模式的特點(diǎn)是依賴于配電網(wǎng)的早期規(guī)劃、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及配電設(shè)備的自動(dòng)化程度，但一般只適用于簡(jiǎn)單接線網(wǎng)絡(luò)，而且不能考慮實(shí)際負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束。配電管理系統(tǒng)（Distributionmanagementsystem，DMS）的故障恢復(fù)模式DMS模式主要應(yīng)用配置在配電控制中心的故障恢復(fù)軟件實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)、隔離和供電恢復(fù)。當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生故障時(shí)，DMS的故障恢復(fù)軟件根據(jù)饋線終端設(shè)備（Feederterminalequipment，F(xiàn)TU）采集并經(jīng)過(guò)通信系統(tǒng)傳送到配電控制中心SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)種的故障信息進(jìn)行邏輯推理，判斷故障位置，并且確定隔離故障和恢復(fù)供電的操作步驟，然后以操作序列的形式提交SCADA系統(tǒng)，手動(dòng)或自動(dòng)執(zhí)行。這種恢復(fù)模式的特點(diǎn)是適用于任意結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)，可以處理一些特殊情況（如多重故障），可以考慮實(shí)際負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)約束，但與設(shè)備可靠性和軟件功能等有著密切的關(guān)系。（4）DA與DMS模式的比較DA模式與DMS模式在不同的條件下各有優(yōu)缺點(diǎn)。然而隨著通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DMS模式必將獲得更廣泛的應(yīng)用。①DA模式實(shí)現(xiàn)元件級(jí)的局部功能，范圍有限；DMS模式實(shí)現(xiàn)主站級(jí)功能，可以適用于任何復(fù)雜的配電網(wǎng)。在DA模式的故障恢復(fù)過(guò)程中，開(kāi)關(guān)動(dòng)作完全按照事先規(guī)定的次序進(jìn)行，而不考慮實(shí)際負(fù)荷水平和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。與此相反，DMS模式根據(jù)SCADA收集到的實(shí)時(shí)信息，應(yīng)用智能軟件對(duì)全網(wǎng)做出實(shí)時(shí)分析和判斷，找出可行的和優(yōu)選的恢復(fù)方案，因此能夠保證滿足網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浼s束、設(shè)備的容量約束和用戶的電壓質(zhì)量，這是DA的故障恢復(fù)所不能達(dá)到的。②DA模式主要采取開(kāi)關(guān)試投的方式，這樣多次開(kāi)關(guān)試投勢(shì)必造成短路電流對(duì)設(shè)備的多次沖擊，影響設(shè)備的壽命。而DMS模式利用智能判斷，對(duì)故障區(qū)一次性定位、隔離，避免開(kāi)關(guān)多次分合閘，避免了短路電流對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的多次沖擊。③DA模式不能從總體上把握實(shí)際電網(wǎng).的恢復(fù)狀態(tài)，不能處理特殊情況和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)；而在DMS模式中，由于考慮了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型和實(shí)時(shí)信息，因此能根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際情況，靈活地提出可能不同的優(yōu)選方案。這樣，DMS模式可以從整體上控制恢復(fù)進(jìn)程，避免“因小失大”的情況出現(xiàn)?？傊?，DMS模式是自動(dòng)化發(fā)展的必然，它運(yùn)用智能軟件控制配電網(wǎng)的故障恢復(fù)，能夠從全局來(lái)規(guī)劃和考慮配電網(wǎng)的恢復(fù)進(jìn)程，在一定程度上應(yīng)付一些不可預(yù)料的情況，能夠適用于各種復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)。然而，在具體實(shí)施過(guò)程中，DMS故障恢復(fù)系統(tǒng)一方面對(duì)硬件自動(dòng)化水平和通信系統(tǒng)要求較高，要求配電網(wǎng)絡(luò)的SCADA系統(tǒng)能夠提供必要的實(shí)時(shí)信息和控制手段；另一方面，軟件總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)學(xué)模型以及算法有待進(jìn)一步研究，影響可靠性的因素較多。

第3章基于遺傳算法配電網(wǎng)優(yōu)化研究在配電系統(tǒng)中一般有2種類型的開(kāi)關(guān)：聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題的主要任務(wù)就是確定配電網(wǎng)絡(luò)中哪些聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)需要閉合，那些分段開(kāi)關(guān)需要打開(kāi)，以使最終的網(wǎng)絡(luò)具有用數(shù)學(xué)公式描述的目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)。[4]3.1目標(biāo)函數(shù)的建立系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小配電網(wǎng)的線損包括線路上導(dǎo)線的損耗以及變壓器的銅損及鐵損等，一般通過(guò)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)只可以影響前者，所以線損最小的目標(biāo)函數(shù)可表示為（3-1）式中，，，，分別表小配電網(wǎng)中第i條支路的電阻、有功功率、無(wú)功功率和母線電壓。目前，很多關(guān)于配電網(wǎng)重構(gòu)的文獻(xiàn)都以有功網(wǎng)損最小為優(yōu)化目標(biāo)，如文獻(xiàn)[5]等。實(shí)際配電系統(tǒng)中的潮流分布在時(shí)刻變化，優(yōu)化時(shí)選擇特定時(shí)間段內(nèi)一個(gè)有代表性的狀態(tài)，比如系統(tǒng)負(fù)荷最大的時(shí)刻，在此狀態(tài)下進(jìn)行配電網(wǎng)重構(gòu)。（2）系統(tǒng)負(fù)荷分布均勻（3-2）（3-3）式中，表示第條支路的負(fù)荷平衡指數(shù)，即支路負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)最大支路負(fù)荷的比值。電網(wǎng)建設(shè)速度不能滿足負(fù)荷的增長(zhǎng)速度，就會(huì)造成系統(tǒng)中的負(fù)荷不平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)的能量損耗增加，系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷的危險(xiǎn)增加，線路長(zhǎng)期超載運(yùn)行會(huì)縮短使用年限，造成經(jīng)濟(jì)損失。（3）系統(tǒng)可靠性提高配網(wǎng)重構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，可以減少用戶停電次數(shù)和平均停電時(shí)間，提高對(duì)用戶的供電質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)減少系統(tǒng)網(wǎng)損。（4）電壓水平提高：系統(tǒng)母線電壓過(guò)低會(huì)影響用戶用電和電機(jī)的正常運(yùn)行，配電網(wǎng)重構(gòu)日標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可以維持母線電壓水平，減少對(duì)用戶的不良影響。約束條件（1）等式約束：潮流方程：f（P，Q，U）=O（P，Q是節(jié)點(diǎn)注入功率，u是節(jié)點(diǎn)電壓）（2）不等式約束：電壓約束：（3-4）式中，以為母線的電壓；，分別為母線電壓的下限值和上限值。電流約束：（3-5）式中，為第條支路的電流值；為支路的允許電流上限值。容量約束：（3-6）式中，，為第條支路的有功功率和無(wú)功功率；為改支路的允許容量上限值。3.2配電網(wǎng)的潮流計(jì)算方法配電網(wǎng)潮流計(jì)算的方法雖然很多，但大致可以分為三類：母線類方法、支路類方法和牛頓類方法。母線類算法有方法和方法，這兩類算法在本質(zhì)上是一致的；支路類算法以前推回代法為代表；牛頓類潮流計(jì)算方法主要以牛頓拉夫遜潮流計(jì)算方法為代表。1、方法根據(jù)疊加原理，母線j的電壓可以通過(guò)根節(jié)點(diǎn)在母線j上產(chǎn)生的電壓與母線j上的等值注入電流產(chǎn)生的電壓疊加求得。等值注入電流指的是除根節(jié)點(diǎn)以外的其他配電網(wǎng)元件如負(fù)荷、電容器和電抗器和無(wú)功補(bǔ)償器等在它們所連的母線上產(chǎn)生的等值注入電流。其求解過(guò)程如下：（1）計(jì)算當(dāng)根節(jié)點(diǎn)獨(dú)立作用于整個(gè)配電網(wǎng)而且所有的等值注入都斷開(kāi)的情況下，各母線的電壓：（3-7）式中：是根節(jié)點(diǎn)電壓：是網(wǎng)絡(luò)的等值電抗；是待求點(diǎn)的等值電抗。（2）計(jì)算各母線的等值注入電流（3）計(jì)算只有等值注入電流作用時(shí)的母線電壓（3-8）（4）應(yīng)用疊加原理：（3-9）式中：（5）檢驗(yàn)迭代收斂條件（3-10）2、前推回代法前推回代法是配電網(wǎng)支路類算法中被廣泛研究的一種算法。配電網(wǎng)潮流計(jì)算看成為初始條件為根節(jié)點(diǎn)電壓（電源節(jié)點(diǎn)電壓）和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率。根據(jù)前代更新和回帶更新確定網(wǎng)絡(luò)的功率分布和電壓分布。潮流計(jì)算由兩部分組成：從根節(jié)點(diǎn)向樹梢節(jié)點(diǎn)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓，由樹梢節(jié)點(diǎn)向根節(jié)點(diǎn)計(jì)算支路注入功率；先假設(shè)全網(wǎng)電壓初值，以此電壓從最末一層節(jié)點(diǎn)向根節(jié)點(diǎn)計(jì)算支路潮流，然后用支路潮流從根節(jié)點(diǎn)向最末節(jié)點(diǎn)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓，計(jì)算全網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)注入功率的偏差，若算法滿足收斂判據(jù)，停止迭代，否則繼續(xù)迭代計(jì)算。3、牛一拉法自上世紀(jì)60年代稀疏矩陣技術(shù)應(yīng)用于牛頓法以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為求解電力系統(tǒng)潮流問(wèn)題時(shí)應(yīng)用最廣泛的一種方法。當(dāng)以節(jié)點(diǎn)功率為注入量時(shí)，潮流方程為一組非線性方程，而牛一拉法為求解非線性方程組最有效的方法之一。牛一拉法的極坐標(biāo)潮流方程為（3-11）對(duì)式（3-11）進(jìn)行泰勒展開(kāi)，僅取一次項(xiàng)，即可得到牛頓拉夫遜潮流算法的修正方程組：（3-12）式中，——潮流方程的殘差相量，共（2n-2）維；，——母線的電壓修正量，共（2n-2）維；——雅可比矩陣。[5]3.3配電網(wǎng)優(yōu)化常用算法配電網(wǎng)優(yōu)化的實(shí)質(zhì)就是在滿足約束條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善配電系統(tǒng)的潮流分布，理想情況是達(dá)到最優(yōu)潮流分布，使配電系統(tǒng)的線損最小或其它指標(biāo)最優(yōu)。由于在配電網(wǎng)中開(kāi)關(guān)數(shù)目巨大，配電網(wǎng)優(yōu)化是一個(gè)目標(biāo)非線性混合優(yōu)化問(wèn)題，處理多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的方法之一就是降維優(yōu)化方法，即選擇一個(gè)主要的目標(biāo)函數(shù)，把其它的目標(biāo)作為約束處理?，F(xiàn)有的算法大多以線損最小為目標(biāo)函數(shù)，在滿足各種運(yùn)行條件下，以線損最小為目標(biāo)函數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化仍是一個(gè)非線性混合優(yōu)化問(wèn)題。由于配電網(wǎng)優(yōu)化的非線性特性，每一次優(yōu)化迭代均需要進(jìn)行一次配電網(wǎng)潮流計(jì)算，連續(xù)的配電網(wǎng)潮流計(jì)算必然需要大量的計(jì)算時(shí)間。為了提高計(jì)算速度，保證得出最優(yōu)或次最優(yōu)的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，人們嘗試了不同的方法來(lái)解決配電網(wǎng)優(yōu)化的問(wèn)題。解決配電網(wǎng)優(yōu)化的算法主要有：數(shù)學(xué)優(yōu)化理論、最優(yōu)流模式法，支路交換法和人工智能法等幾類，其中人工智能方法主要有模擬退火法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和粒子群算法等。[6]最優(yōu)流模式算法最優(yōu)流模式算法是一種啟發(fā)式方法，它以功率損耗最小為目標(biāo)函數(shù)，求解的基本過(guò)程為：第一步，將所有開(kāi)關(guān)合上形成多環(huán)網(wǎng)；第二步，將網(wǎng)絡(luò)中所有支路阻抗中的電抗部分去掉，在滿足KCL和KVL的條件下求得的電流分布就是系統(tǒng)的最優(yōu)流模式。第三步，以打開(kāi)在最優(yōu)流模式下電流最小的開(kāi)關(guān)為打開(kāi)開(kāi)關(guān)的啟發(fā)式規(guī)則，打開(kāi)一個(gè)開(kāi)關(guān)解開(kāi)一個(gè)環(huán)路。重復(fù)步驟二和三，直到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)為輻射狀態(tài)為止。該方法把開(kāi)關(guān)組合的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化潮流的計(jì)算問(wèn)題，使復(fù)雜問(wèn)題得到了簡(jiǎn)化。其缺點(diǎn)使初始時(shí)閉合所有開(kāi)關(guān)使網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)存在多個(gè)環(huán)網(wǎng)，求解OPF使各環(huán)網(wǎng)流相互影響，打開(kāi)開(kāi)關(guān)的順序?qū)Y(jié)果由較大影響；而且確定一個(gè)待開(kāi)開(kāi)關(guān)有可能需要進(jìn)行多次配電網(wǎng)潮流計(jì)算。[7]支路交換算法支路交換算法是由S.Civanlar等人首先提出，該方法首先計(jì)算配電網(wǎng)的初始潮流和網(wǎng)損，利用潮流計(jì)算的結(jié)果降負(fù)荷表示為恒定電流，每次只合上一個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，在配網(wǎng)中形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)；選擇環(huán)網(wǎng)中的一個(gè)分段開(kāi)關(guān)并將其打開(kāi)使配網(wǎng)恢復(fù)為輻射網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，達(dá)到負(fù)荷均衡和降低線損的目的。為了保證開(kāi)關(guān)交換操作后使網(wǎng)損下降，S.Civanlar等人給出了一個(gè)估算支路交互操作前后網(wǎng)損變化的公式（3-13）。（3-13）式中：—網(wǎng)損優(yōu)化前后的線損變化量；D—被轉(zhuǎn)移區(qū)域的節(jié)點(diǎn)集合；m—與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)相連的從電源點(diǎn)開(kāi)始的電壓降落較小的節(jié)點(diǎn)；n—與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)相連的從電源點(diǎn)開(kāi)始的電壓降落較大的節(jié)點(diǎn)；Ii—節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷電流；Rloop—合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)后形成的環(huán)網(wǎng)的串連電阻之和；Um和Un—節(jié)點(diǎn)vm和vn：節(jié)點(diǎn)從跟節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的電壓降。由該公式可知，要使網(wǎng)損下降，必須閉合兩端電壓差最大的開(kāi)關(guān)，而打開(kāi)開(kāi)關(guān)的原則使把負(fù)荷從電壓降落大的一側(cè)移動(dòng)到電壓降落小的一側(cè)，據(jù)此可以建立一組啟發(fā)式的規(guī)則。方法有如下特點(diǎn)：（1）可以快速確定可以降低配電網(wǎng)線損的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)；（2）通過(guò)啟發(fā)式規(guī)則減少需要考慮的開(kāi)關(guān)組合；（3）可以利用公式估算開(kāi)關(guān)操作帶來(lái)的配網(wǎng)線損變化，不足之處在于：（1）每次只能考慮一對(duì)開(kāi)關(guān)的操作；（2）該算法不能保證全局最優(yōu)；(3)給出的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與配電網(wǎng)的初始結(jié)構(gòu)有關(guān)。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量出力單元廣泛互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。它是在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)研究的成果上提出的，模擬了人腦的基本特性，其最大特點(diǎn)在于可以通過(guò)樣本的訓(xùn)練將輸入與輸出之間的非線性關(guān)系存儲(chǔ)在神經(jīng)元的權(quán)值中。將ANNs用于配電網(wǎng)優(yōu)化中便于反映配電網(wǎng)負(fù)荷模式（各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的組合就稱為負(fù)荷模式）與配電網(wǎng)最優(yōu)結(jié)構(gòu)之間高度的非線性關(guān)系。由于不需要進(jìn)行潮流計(jì)算，也不用對(duì)開(kāi)關(guān)操作的降損效果進(jìn)行估算，利用ANNs可以大大降低配電網(wǎng)優(yōu)化的時(shí)間，然而有一定規(guī)模的配電網(wǎng)，要得到所有可能的負(fù)荷模式及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)困難，訓(xùn)練樣本也需要大量的時(shí)間?；谀M退火的配電網(wǎng)優(yōu)化（SA）模擬退火方法是解決混合優(yōu)化問(wèn)題的有效方法，該算法的要點(diǎn)是：設(shè)計(jì)合適的全局冷卻過(guò)程，包括確定起始冷卻溫度、冷卻率、每次交換支路的數(shù)目及每個(gè)溫度下交換支路的總數(shù)等，通過(guò)交換支路形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)算潮流及網(wǎng)損變化，若新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較小的網(wǎng)損，則保留這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，否則按一定的概率接受新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。繼續(xù)交換支路，直到達(dá)到最大支路的交換數(shù)目。冷卻繼續(xù)，直到符合結(jié)束判據(jù)。結(jié)束判據(jù)是：在連續(xù)5個(gè)溫度下，網(wǎng)損變換極小，認(rèn)為系統(tǒng)己經(jīng)達(dá)到凍結(jié)狀態(tài)，得到優(yōu)化結(jié)果。SA算法一般可以得到全局最優(yōu)或全局次最優(yōu)解，但該方法對(duì)參數(shù)和退火方案的依賴性大，計(jì)算量大，將其用于配電網(wǎng)優(yōu)化是需要進(jìn)行多層次大量的開(kāi)關(guān)交換，需要進(jìn)行多次潮流計(jì)算及網(wǎng)損估算，因此計(jì)算量大。[8]3.4遺傳算法基本理論遺傳算法的特點(diǎn)遺傳算法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、對(duì)可行解表示的廣泛性。遺傳算法的處理對(duì)象不是參數(shù)本身，而是針對(duì)那些通過(guò)參數(shù)集進(jìn)行編碼得到的基因個(gè)體。此編碼操作使得遺傳算法可以直接對(duì)集合、序列、矩陣、樹、圖、鏈和表等一維或二維甚至多維結(jié)構(gòu)形式的對(duì)象進(jìn)行操作。2、群體搜索特性。許多傳統(tǒng)的搜索方法都是單點(diǎn)搜索，這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的搜索方法，對(duì)于多峰分布的搜索空間常常會(huì)陷于局部的某個(gè)單峰的極值點(diǎn)。相反，遺傳算法采用的是同時(shí)處理群體中多個(gè)個(gè)體的方法，即同時(shí)對(duì)搜索空間中的多個(gè)解進(jìn)行評(píng)估。這一特點(diǎn)使遺傳算法具有較好的全局搜索性能，也使得遺傳算法本身易于并行化。3、不需要輔助信息。遺傳算法僅用適應(yīng)度函數(shù)的數(shù)值來(lái)評(píng)估基因個(gè)體，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行遺傳操作。更重要的是，遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)不僅不受連續(xù)可微的約束，而且其定義域可以任意設(shè)定。對(duì)適應(yīng)度函數(shù)的唯一要求是，編碼必須與可行解空間對(duì)應(yīng)，不能有死碼。由于限制條件的縮小，使得遺傳算法的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。4、內(nèi)在啟發(fā)式隨機(jī)搜索特性。遺傳算法不是采用確定性規(guī)則，而是采用概率的變遷規(guī)則來(lái)指導(dǎo)它的搜索方向。概率僅僅是作為一種工具來(lái)引導(dǎo)其搜索過(guò)程朝著搜索空間的更優(yōu)化的解區(qū)域移動(dòng)的。雖然看起來(lái)它是一種盲目的搜索方法，實(shí)際上它有明確的搜索方向，具有內(nèi)在的并行搜索機(jī)制。5、遺傳算法在搜索過(guò)程中不容易陷入全局最優(yōu)，即使在所有定義的適應(yīng)度是不連續(xù)的、非規(guī)則的或有噪聲的情況下，也能以很大的概率找到全局最優(yōu)解。6、遺傳算法采用自然進(jìn)化機(jī)制來(lái)表現(xiàn)復(fù)雜的現(xiàn)象，能夠快速可靠的解決求解非常困難的問(wèn)題。7、遺傳算法具有固有的并行性和并行計(jì)算能力。8、遺傳算法具有可擴(kuò)展性，易于同別的技術(shù)混和。遺傳算法的不足之處：1、編碼不規(guī)范及編碼存在表示的不準(zhǔn)確性。2、一的遺傳算法編碼不能全面的將優(yōu)化問(wèn)題的約束表示出來(lái)?？紤]約束的一個(gè)方法就是對(duì)不可行解采用閥值，這樣，計(jì)算時(shí)間必然增加。3、遺傳算法通常的效率比其它傳統(tǒng)的優(yōu)化方法低。4、遺傳算法容易出線過(guò)早收斂。5、遺傳算法對(duì)算法的精度、可信度、計(jì)算復(fù)雜性等方面，還沒(méi)有有效的定量分析方法。[9]基于遺傳算法的配電網(wǎng)重構(gòu)GA是以自然基因選擇機(jī)理為基礎(chǔ)的搜索方法，它綜合了自然基因適應(yīng)自然及帶有目標(biāo)優(yōu)化特性的組織進(jìn)化過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)模擬基區(qū)串的優(yōu)者生存及隨機(jī)交換信息的方法搜索優(yōu)化方案。在每個(gè)新?tīng)罾?、它利用上代最適合的信息去創(chuàng)造新的合成基因串，它有效開(kāi)發(fā)利用過(guò)去信息去一搜尋新的搜索點(diǎn)，利用這些點(diǎn)可以改進(jìn)搜索操作。GA結(jié)合了目標(biāo)函數(shù)和遺傳過(guò)程，在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中，編碼的位正好用來(lái)表示開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，而適應(yīng)度函數(shù)由系統(tǒng)的總線損構(gòu)成。適應(yīng)度函數(shù)值是遺傳算法指導(dǎo)搜索方向的依據(jù)，首先要保證其值不為負(fù)，其次目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化方向應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于適應(yīng)度值增加的方向。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)是網(wǎng)損最小，屬于最小值優(yōu)化問(wèn)題，一般要加以調(diào)整，[10]開(kāi)始，初始化，選擇操作將復(fù)制的基因串送到配對(duì)庫(kù)雜交操作變異操作最大群體規(guī)模？最大群體規(guī)模？最大進(jìn)化代數(shù)？最大進(jìn)化代數(shù)？是結(jié)束 圖3-1GA算法流程圖第4章算例分析4.1算例介紹本文以河西地區(qū)配電網(wǎng)為例進(jìn)行配電網(wǎng)優(yōu)化分析，來(lái)驗(yàn)證該方法的可行性與有效性。該系統(tǒng)是一個(gè)單電源為1節(jié)點(diǎn)、107條支路、20個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)簡(jiǎn)化的圖計(jì)算出網(wǎng)損為1.304。由5個(gè)10kV變電站組成，其一次主接線圖如圖4-1，繪制和計(jì)算可靠性和線路損耗時(shí)，可將多個(gè)電源點(diǎn)看成一個(gè)電源點(diǎn)，作為潮流計(jì)算的平衡節(jié)點(diǎn)，并將各條線路上的多個(gè)負(fù)荷進(jìn)行合并，從而經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的網(wǎng)絡(luò)共有開(kāi)關(guān)51臺(tái)，負(fù)荷58個(gè)，共有節(jié)點(diǎn)107個(gè)，簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開(kāi)關(guān)個(gè)數(shù)如圖4一2所示。其中電源點(diǎn)編號(hào)為1，開(kāi)關(guān)數(shù)編號(hào)為10-64，T接編號(hào)為66-81，負(fù)荷編號(hào)為10-158。線路參數(shù)和負(fù)荷參數(shù)見(jiàn)表4-1和表4-2。[11]

81818079787675747372717069686766646362616059585756555453525150494847464544434241403836353433323130292827262524232221201918171615141312111065432圖4－1某地區(qū)配網(wǎng)系統(tǒng)圖

1451451371381133312928128361277512635747331125321241237212226121712412030119271172221681161152311416191182015297069251121116717661811010814106111051312104103101021016151475044794013976414254130131381325343134136135781403413346144801434914248141451461471485255565714915015159581521531548160156155158631576264107109圖4－2簡(jiǎn)化后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D表示開(kāi)關(guān)閉合表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)表4－1線路參數(shù)序號(hào)節(jié)點(diǎn)（From）節(jié)點(diǎn)（To）R（Ω）X（Ω）B（μF）111010.3080.42353.1682101100.070.096250.723101020.0840.11550.8644102660.1260.173251.2965661030.0140.019250.1446103130.0140.019250.1447661040.0140.019250.1448104120.0140.019250.144911050.0840.11550.86410105110.210.288752.1611111060.070.096250.7212106140.0420.057750.4321311070.3920.5394.03214107140.0280.03850.2881511080.0560.0770.57616108180.140.19251.4417181090.1120.15410280.03850.2881911100.1680.2311.72820110170.0560.0770.5762117670.0420.057750.43222671110.1680.2311.72823111120.0280.03850.28824671120.2240.3082.30425112150.0280.03850.288261700.3360.4623.4562770250.140.19251.442825690.1820.250251.87229691130.0280.03850.28830113150.0280.03850.288311160.2520.34652.59232161180.2240.3082.30433118190.0280.03850.2883411140.070.096250.7235114230.0140.019250420.57754.3237115220.3920.5394.03238221160.0560.0770.57639116680.1540.211751.5844068210.0420.057750.43241211170.140.19251.4442127200.0280.03850.288431280.2240.3082.30444281290.420.57754.3245129330.280.3852.884611190.0840.11550.86447119300.1120.1541140.19251.4449120240.140.19251.445024190.1120.1541.152511710.0140.0192500140.0192500140.0192501120.15410560.0770.57656261220.0560.0770.57657122720.0560.0770.5765872270.0560.0770.57659721240.1120.15410840.11550.8646111250.0840.11550.86462125730.0560.0770.5766373310.0840.11550.8646473740.1120.1541.1526574320.210.288752.166674350.0420.057750.43267351260.0840.11550.86468126750.1680.2311.7286975330.0280.03850.28870751270.0560.0770.57671127360.070.096250.7272361280.3360.4623.45673128290.070.096250.727411300.0840.11550.86475130380.0840.11550.86476381310.2520.34652.59277131430.0280.03850.288781450.5040.69352240.3082.30480146470.0280.03850.2888111340.140.19251.4482134780.1120.15410560.0770.57684135420.0280.03850.28885421360.2520.34652.59286136460.0280.03850.2888778410.0420.057750.4328841760.0280.03850.28889761380.0840.11550.86490138400.0280.03850.28891761370.1960.26952.01692137440.0280.03850.2889311390.0560.0770.57694139340.0560.0770.57695341400.140.19251.4496140400.0280.03850.2889711330.560.775.7698133460.1120.1541.1529911410.1960.26952.016100141480.0280.03850.288101481420.1680.2311.728102142790.0560.0770.57610379440.0280.03850.28810479490.0560.0770.576105491430.0840.11550.864106143800.1120.15411120.1541.152108801440.0560.0770.576109144500.0280.03850.288110501450.1120.1541.152111145510.0280.03850.2881121570.0840.11550.864113571490.2520.34652.592114149580.0560.0770.57611511520.70.96257.2116152600.140.19251.441171540.3360.4623.45611854530.420.57754.32119531320.280.3852.88120132430.0280.03850.2881211560.1120.1541.152122561470.0560.0770.576123147550.0560.0770.57612455520.1680.2311.728125521480.1120.1541.152126148510.0280.03850.28812711500.0840.11550.864128150590.1680.2311.728129591510.1120.1541.152130151580.0280.03850.2881311620.0560.0770.576132621570.0840.11550.864133157630.0840.11550.864134631580.0560.0770.576135158640.0280.03850.28813611530.0840.11550.864137153810.0560.0770.576138811540.1120.1541.152139154610.1680.2311.728140611550.0280.03850.288141155600.0280.03850.288142811560.140.19251.44143156640.0280.03850.288表4－2負(fù)荷參數(shù)節(jié)點(diǎn)（To）P（kW)Q（kVar）節(jié)點(diǎn)（To）P（kW)Q（kVar）10131.911.36523130694376.466810223.18.2299971311191.7646.44881031101.4392.40341323847.31107.143104835.74297.75491331587.1492.924710583.130.43612134801.5298.81271061745.1639.158513540.515.099081072929.41072.919136288.8107.669510861.4729.94516137621.5231.70571091337.3651.4669138667.9249.00441101047313.4095139376.6192.9379111598.5179.155314034141749.044112798.9239.1431141103.836.63191133730.21116.6142629.4222.120611449.617.16687143524.6185.1358115586.5202.99131441847651.8221165920.420261452072.9731.5441117640.3221.61181463440.11547.25411823565.76618147671.6193.2673119463.9126.07021481368.2454.5424120783.1212.81651491096443.4382121172.354.77627150160.456.06277122222.970.862621511720.9601.4864123191.452.015161521725.7698.2129124619.7197.0102153743.1228.0343125231.976.221841541946.9597.4431126601.4197.67061551879.1576.637312732.410.64937156603.1185.0726128847.5278.5598157665.6211.60231292298.7856.9941582164.4688.08914.2網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前的計(jì)算結(jié)果分析網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前，系統(tǒng)輸送總有功為60.3MW，負(fù)荷總有功為59.3MW，系統(tǒng)輸送總無(wú)功為23.83Mvar，負(fù)荷總無(wú)功21.9Mvar，有功損耗為1.036MW，無(wú)功損耗為1.43Mvar；各節(jié)點(diǎn)的電壓最低點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)145，節(jié)點(diǎn)電壓為9.39kV；計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-3。表4一3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前潮流計(jì)算結(jié)果總表Howmany?Howmuch?P(MW)Q(MVAr)Buses107TotalGenCapacity250.0-300.0to300.0Generators1On-lineCapacity250.0-300.0to300.0CommittedGens1Generation(actual)60.323.3Loads58Load59.321.9Fixed58Fixed59.321.9Dispatchable0Dispatchable0.0of0.00.0Shunts0Shunt(inj)0.00.0Branches106Losses(I^2*Z)1.041.43Transformers0BranchCharging(inj)-0.0Inter-ties0TotalInter-tieFlow0.00.0Areas1MinimumMaximumVoltageMagnitude0.939p.u.@bus1451.000p.u.@bus1VoltageAngle-2.64deg@bus1320.00deg@bus1PLosses(I^2*R)-0.08MW@line1-45QLosses(I^2*X)-0.11MVAr@line1-454.3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果分析網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，系統(tǒng)輸送總有功為60.3MW，負(fù)荷總有功為59.3MW，系統(tǒng)輸送總無(wú)功為23.3MVar，負(fù)荷總無(wú)功21.9kvar，有功損耗為O.949MW，無(wú)功損耗為1.43MVar；各節(jié)點(diǎn)的電壓最低點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)145，節(jié)點(diǎn)電壓為9.40kV；各線路中有功損耗和無(wú)功損耗最大的，發(fā)生在線路1-45，有功損耗為80kw，無(wú)功損耗為110kVar。潮流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-5。表4-5優(yōu)化后潮流計(jì)算結(jié)果SystemSummary=====================================================================Howmany?Howmuch?P(MW)Q(MVAr)Buses107TotalGenCapacity250.0-300.0to300.0Generators1On-lineCapacity250.0-300.0to300.0CommittedGens1Generation(actual)60.323.3Loads58Load59.321.9Fixed58Fixed59.321.9Dispatchable0Dispatchable0.0of0.00.0Shunts0Shunt(inj)0.00.0Branches106Losses(I^2*Z)1.041.43Transformers0BranchCharging(inj)-0.0Inter-ties0TotalInter-tieFlow0.00.0Areas