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基于最大最小蚁群算法的配电网优化重构研究

基于最大最小蚁群算法的配电网优化重构研究

作者：柯亨通华中科技大学

学位级别：硕士

随着国民经济的不断发展，用电客户对供电部门提出了更高的要求，由于历史原因我国的配电网存在着很多运行管理问题。在不改变原有拓扑网络的基础上，为了改善配电网运行方式，我们对配电网进行优化重构，通过改变电网系统中馈线上的分... 详细信息

随着国民经济的不断发展，用电客户对供电部门提出了更高的要求，由于历史原因我国的配电网存在着很多运行管理问题。在不改变原有拓扑网络的基础上，为了改善配电网运行方式，我们对配电网进行优化重构，通过改变电网系统中馈线上的分段开关及联络开关的开合状态来改变网络运行结构，提高网络的安全性、可靠性和经济性。本文对配电网优化重构的数学模型进行研究，选定了以网络有功损耗最小为目标函数。依托重构的数学模型解决了初始网络的生成以及迭代中辐射网生成的问题。选用前推回代法编程实现了配电网的潮流计算，并对潮流计算的收敛性进行了分析。结合传统蚁群算法在配电网优化重构中的应用，通过分析传统蚁群算法的缺陷，在配电网优化重构中引入最大最小蚁群算法（MMAS）。本文确立局部信息素更新与全局信息素更新相结合的信息素更新方式，并对信息素的取值范围做出限制，给出了具体的求取上下限值的方法，不但大大减小了算法陷入局部最优解的可能性，也提高了算法的收敛速度。将最大最小蚁群算法应用于配电网优化重构，编程实现算法流程，为便于比较，选定美国PG&E69节点系统为参考系统进行测试，并与其他智能算法以及改进蚁群算法进行比较。算例分析结果表明：基于最大最小蚁群算的优化重构不论在计算结果还是在收敛时间上都有着明显的优势。最后分析了参数设置对算法结果的影响，归纳出比较合理的参数设置方式。

关键词：配电网优化重构最大最小蚁群算法信息素上下限

一种计及柔性直流环节接入的配电网优化重构策略

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电气应用 2016年第11期35卷 86-92页

作者：赵波彭傊荆平李智诚和敬涵全球能源互联网研究院北京交通大学电气工程学院

直流配电形式是配电领域新的发展方向,具有巨大发展前景。直流环节的引入不仅便于直流分布式发电单元与直流负荷的接入,也提高了配电系统的潮流可控性。针对计及直流环节接入的交流配电网优化运行,重点研究柔性直流环节与传统配电重构... 详细信息

直流配电形式是配电领域新的发展方向,具有巨大发展前景。直流环节的引入不仅便于直流分布式发电单元与直流负荷的接入,也提高了配电系统的潮流可控性。针对计及直流环节接入的交流配电网优化运行,重点研究柔性直流环节与传统配电重构的协同优化。分析了柔性直流环节的动态潮流调控特性,考虑其接入对配电网优化重构的拓扑约束等相关影响,给出了含柔性直流环节的配电网优化重构模型。针对重构中包含不同类型控制变量的特点,提出了一种基于混合编码的双层优化求解策略,并结合改进的IEEE 33节点算例验证了方法有效性。结果表明,计及柔性直流环节接入的配电网优化重构能够进一步地降低网络损耗与改善电压分布,促进配电系统的优化运行。

关键词：柔性直流环节配电网优化重构最优潮流双层优化算法主动配电网

配电网多目标优化重构模型及多目标烟花求解算法研究

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电气工程学报 2024年第2期19卷 173-185页

作者：阎馨周鑫屠乃威辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

针对配电网优化重构问题,以最小化有功网损、最小化电压偏移度以及最小化负荷平衡度作为目标函数建立配电网多目标优化重构模型。提出一种多策略混合的改进烟花算法(Improved fireworks algorithm,IMFWA)进行求解。算法采用不重复环路编... 详细信息

针对配电网优化重构问题,以最小化有功网损、最小化电压偏移度以及最小化负荷平衡度作为目标函数建立配电网多目标优化重构模型。提出一种多策略混合的改进烟花算法(Improved fireworks algorithm,IMFWA)进行求解。算法采用不重复环路编码,压缩解空间,提高搜索效率;采用Sobol序列生成初始种群,增强种群的多样性和遍历性;利用优化烟花和随机烟花进行位移操作,保持种群多样性;采用高斯与柯西的混合变异方式,提高寻优效率;利用Pareto支配关系以及适应度与拥挤度函数组成的综合指标对最优解集进行排列选取,提高收敛速度。对IEEE-33节点系统进行仿真试验,验证了所提出的方法是有效和可行的,试验结果表明优化重构方案能够有效改善配电网的运行指标,并根据不同实际情况为电网人员提供重构方案。

关键词：配电网优化重构分布式电源多目标优化改进烟花算法 Pareto支配

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考虑风电接入的配电网双阶段优化重构策略

水电能源科学 2017年第5期35卷 195-199页

作者：叶笑莉赵洁刘涤尘赵婷徐君茹武汉大学电气工程学院湖北武汉430072

针对小型风电机组接入的配电网,构建了双阶段优化重构策略,在考虑风电随机性的同时基于时间尺度求得最优重构方案。第一阶段针对风电随机性,运用场景分析法划分场景并得到风机有功出力,然后采用TLBO算法寻找每个场景的最优拓扑结构;第... 详细信息

针对小型风电机组接入的配电网,构建了双阶段优化重构策略,在考虑风电随机性的同时基于时间尺度求得最优重构方案。第一阶段针对风电随机性,运用场景分析法划分场景并得到风机有功出力,然后采用TLBO算法寻找每个场景的最优拓扑结构;第二阶段基于时间尺度的重构方案确定,首先对某时间段的风速数据进行场景划分,根据场景转换得到准重构时刻,然后以综合费用最小为目标确定该时段内的最优重构方案,并在美国PG&E69节点配网系统中接入两台风电机组进行仿真验证。结果表明,所提重构方案有效且实用,能实现含风电接入配网的优化运行。

关键词：配电网优化重构分布式电源场景分析法 TLBO算法

基于混沌自适应人工鱼群算法的含家庭储能配电网快速重构方法

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太阳能学报 2022年第5期43卷 468-477页

作者：谭慧娟李世明郭文鑫赵瑞锋徐展强广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510660

针对分布式电源接入配电网具有波动性和随机性的特点,提出一种基于混沌自适应人工鱼群算法的含分布式电源配电网快速化重构方法。在风电、光伏和家用储能的数学模型和节点划分基础上,以电网网损、开关次数以及失电负荷成本最小为目标函... 详细信息

针对分布式电源接入配电网具有波动性和随机性的特点,提出一种基于混沌自适应人工鱼群算法的含分布式电源配电网快速化重构方法。在风电、光伏和家用储能的数学模型和节点划分基础上,以电网网损、开关次数以及失电负荷成本最小为目标函数,建立基于多目标优化的含分布式电源配电网的优化重构模型。利用混沌自适应人工鱼群算法对模型进行求解,通过对鱼群的混沌初始化和自适应动态调整步长参数,提高了算法的全局搜索能力和收敛速度。根据电化学储能系统出力特性划分配电网网架重构的典型工作场景,通过含分布式电源的IEEE 33节点测试系统仿真实例验证了该文方法的有效性。仿真结果表明,与单独考虑电网网损成本相比,由该文方法得到的配电网优化重构成本降低了50%以上,优化重构时间均小于0.9 s,实现了含分布式电源配电网的快速自愈。

关键词：电力系统电池储能系统分布式发电配电网优化重构混沌自适应人工鱼群电网网损

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考虑柔性负荷控制的主动配电网重构方法研究

考虑柔性负荷控制的主动配电网重构方法研究

作者：杨帅北京交通大学

学位级别：硕士

分布式电源作为传统供电方式的补充,在配电系统中扮演着重要的角色。但是随着大量分布式电源并网,对传统配电系统的结构与运行模式都产生了巨大的影响,主动配电网的概念应运而生。配电系统的组成单元日趋复杂,对其运行的要求也越来越高... 详细信息

分布式电源作为传统供电方式的补充,在配电系统中扮演着重要的角色。但是随着大量分布式电源并网,对传统配电系统的结构与运行模式都产生了巨大的影响,主动配电网的概念应运而生。配电系统的组成单元日趋复杂,对其运行的要求也越来越高,“源-网-荷-储”优化互动的主动配电网运行模式成为了必然趋势。充分考虑“源-网-荷-储”互动,将柔性负荷的控制与主动配电网的重构相结合,这一手段对配电系统正常运行状态下做出优化和故障状态下做出处理都具有重要的理论与现实意义。本文主要针对考虑柔性负荷控制的主动配电网正常运行状态下的优化重构和故障状态下的故障重构即孤岛划分问题进行了相关研究。对现阶段主动配电网中的柔性负荷进行研究并分类,按照其与配电系统的互动属性,将柔性负荷分为可与配电系统进行双向互动的含源负荷以及只能接受配电系统单向调度的可调负荷,依据其各自的特点建立了相应的数学模型,使其参与到主动配电网的优化重构与故障重构中。考虑柔性负荷的优化调度,建立了以配电网络有功损耗最小为目标的含分布式电源与柔性负荷的配电网优化重构模型,该模型为包括了内层、外层的双层配电网优化重构模型。所使用的双层优化策略的两层在每次迭代中都结合在一起,在每次迭代中通过求解外层的优化模型得到网架结构的重构方案,并在内层对柔性负荷进行优化控制。因此,在同一迭代中得到了最优网络拓扑和最优柔性负荷相结合的方案。通过仿真验证了该方法的有效性,并以此证明了柔性负荷在主动配电网优化重构中的重要性。分别建立了不同种类柔性负荷在不同场景下的孤岛仿真模型,通过仿真得出了柔性负荷在孤岛中的作用以及适用范围。提出基于启发式算法的计及“源-网-荷-储”互动调度的极端故障状态下的主动配电网实时动态孤岛划分策略,将故障状态设置为配电系统与输电网络的连接中断致使配电网无法从输电网获得电能,对故障时段内的配电系统进行遵循某一固定时间尺度的实时动态划分,充分利用主动配电网中柔性负荷的调度以及网架结构的改变,对系统中的分布式发电单元的出力做出响应,使整个故障时段内的配电系统在动态划分中能够更加合理高效。通过仿真论证了柔性负荷在主动配电网孤岛划分中的重要性,通过算例的比较分析验证了所提出策略在特殊的应用环境下更加高效。

关键词：主动配电网分布式电源柔性负荷配电网优化重构孤岛划分

考虑可调控负荷的主动配电网重构和故障恢复研究

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考虑可调控负荷的主动配电网重构和故障恢复研究

作者：王冰昆上海电机学院

学位级别：硕士

主动配电网重构是提升系统运行性能和配电网供电质量的重要方法,但随着配电网的发展,其组成单元也逐渐变得复杂,其中可调控负荷在电网中的占比也逐渐增大,如果主动配电网重构与故障恢复时忽略可调控负荷的影响,将会降低重构与故障恢复... 详细信息

主动配电网重构是提升系统运行性能和配电网供电质量的重要方法,但随着配电网的发展,其组成单元也逐渐变得复杂,其中可调控负荷在电网中的占比也逐渐增大,如果主动配电网重构与故障恢复时忽略可调控负荷的影响,将会降低重构与故障恢复的效率。本文从可调控负荷参与下的主动配电网重构与故障恢复出发,将可调控负荷的作用考虑进去,针对考虑可调控负荷的重构与故障恢复策略进行了研究,开展了以下的工作:1)对可调控负荷进行了分类和研究,依据其各自的特点建立数学模型,并根据各自的运行方式和响应原理建立重构与故障恢复数学模型,使其能够在主动配电网重构和故障恢复中发挥作用。2)针对传统布谷鸟算法精度较低、寻优速度慢等问题,提出了一种新型的基于差分策略混合自调整步长的布谷鸟算法（DE-ADCS）,在传统的布谷鸟算法的基础上融合自调整步长和差分进化的交叉和选择操作策略。通过算法测试,验证了DE-ADCS算法的优越性。3)提出一种以负荷均衡度最优和网络损耗最小为目标,含可调控负荷和分布式电源的主动配电网双层重构模型,该模型包含了可调控负荷调度层和主动配电网重构层。双层重构模型与DE-ADCS算法结合在一起,在迭代中通过求解重构层的的优化模型得到网架结构,并在调度层对可调控负荷进行优化调度。所以该模型能在同一迭代中得到最优可调控负荷调度方案和最优网络拓扑结构。最后通过仿真验证了DE-ADCS算法在重构中的优越性和双层模型的有效性,同时也证明了可调控负荷对主动配电网重构具有重要意义。4)针对考虑可调控负荷的主动配电网在极端故障下的孤岛划分,提出了对其先进行初始孤岛划分后进行优化的策略,优化时充分考虑了可调控负荷对故障恢复的作用。初始孤岛划分,提出一种以等效恢复量最大为目标的基于试探法的动态初始孤岛划分方法,充分发挥了储能和分布式电源对孤岛划分的作用;孤岛优化,以可调控负荷合同为依托建立了可调控负荷增益度指标,将该指标与DE-ADCS算法结合提出孤岛优化策略,通过仿真验证了本文孤岛划分的优越性,并以此验证了可调控负荷对主动配电网故障恢复具有重要意义。

关键词：主动配电网可调控负荷配电网优化重构孤岛划分