配电网自动化终端最优配置策略

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:shlpsfs
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作为电力系统中直接与用户交互的环节,配电网与用户的供电质量息息相关。通过在配电网中装配各种类型的自动化终端可以有效的优化配电网络的拓扑结构,缩小故障影响范围,提高故障巡线效率,最终显著的提升供电质量。而配电网自动化终端优化配置问题即确定馈线上安装的终端的类型,位置以及最佳数量,在数学上属于规模庞大,变量众多,非连续不可微的组合优化问题。在当前的配电网投资规划中,如何优化配置各种类型的配电网自动化终端,实现供电质量与经济性的协调,这一问题受到越来越多的关注。对于这样的配电网自动化终端优化配置问题,本文以中压架空线为基本拓扑结构,选定手动隔离开关与自动隔离开关以及故障指示器作为主要的优化配置对象,考虑三者各自的特性在同一阶段进行统一的优化,致力于在有限的资金投入下将永久故障带来的停电损失降到最低,并提高供电可靠性。本文首先创新性的提出了一组逻辑算子,然后基于这组逻辑算子建立了故障导致的负荷停电时间函数,该函数以上述三类终端作为自变量。并围绕该函数最终搭建了关于配电网自动化终端的混合整数二次规划模型(mixed integer quadratic programming model,MIQP)。该模型以最小化停电损失为目标,资金投入为约束,能充分考虑手动以及自动隔离开关在故障隔离上的作用,以及故障指示器在加速故障巡线的作用。通过与采用启发式算法求解的非线性模型以及目前最新的MIQP模型进行对比,证明了本文提出的模型不仅在求解质量上而且在求解时间上都远优于以上两种模型。本文在后续的算例中,进一步的对结果中的各项特性进行了分析。重点关注了终端数量,减损能力,收益成本比,综合费用等相关指标的变化情况,并对巡线速度,终端价格,开关操作时间,故障概率四个重要参数进行了灵敏度分析。最后考虑到配电网中的负荷量与用户量往往分布不均匀的实际特性,提出了一种兼顾停电损失以及供电可靠性的多目标MIQP模型。通过引入epsilon约束算法进行求解,得到了对应的帕累托前沿,在与传统的多目标算法NSGAII的对比中充分证明了其求解效率与求解质量。
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