1、淺析均衡改進算法    淺析均衡改進算法摘要 配網系統中,在向專線用戶或綜合負荷供電的分支饋線與主干饋線交接處,常常裝有特殊形式的隔離開關。電力論文范文針對這種實際情況,目前基于變結構耗散網絡理論的負荷均衡化算法,存在無法充分發揮上述特殊隔離設備操作靈活性從而取得更優解的問題。故通過引入虛擬開關概念,對上述特殊形式隔離開關進行建模,并在此基礎上提出基于變結構耗散網絡理論的負荷均衡化改進算法。算例分析表明,此改進算法可以充分發揮此類特殊隔離開關的操作靈活性,從而能夠選出負荷比率最高的優化運行方案。關鍵詞 配電網絡 配電自動化 變結構耗散網絡 負荷均衡化1

2、特殊配網接線負荷均衡改進算法的必要性   隨著社會和經濟的快速發展,廣大用戶對供電質量、供電可靠性提出了更高的要求,傳統的配網結構、運行、管理等方式已不能適應當前的需求。因此,加強配網的建設,提高配網的管理水平,全面實現配電自動化迫在眉睫12。目前,配電自動化有很多種實現方式,但在戶外分段開關處安裝柱上FTU并建設可靠有效的通信網絡將它們和配電網控制中心的SCADA計算機系統相連,并以此為基礎進而構成一種高性能的自動化系統,是目前配電自動化的發展方向3。為了降低配網中壓(1 36 kV)故障的影響,一般采用環網供電、開環運行并結合饋線分段和負荷轉移的技術45。這同時也為配網

3、正常運行時負荷均衡化的實現提供了前提條件,負荷均衡化的實現意味著采用同樣的配網設備可以提供更多的電能,從而可以充分發揮現有設備的容量,推遲擴容投資的時間,為供電企業帶來直接的經濟效益6。為解決當前配電自動化中負荷均衡化的問題,文獻7基于變結構耗散網絡模型提出了相應算法。目前,絕大多數的中壓網絡以主干饋線為基礎,配變支路或分支饋線從主饋線上“T”接出來,如圖1中A(配變支路),B(分支饋線)虛線框所示。文獻7中提出的算法將B框中的分支饋線與主干饋線的接點2處理為耦合點。對于圖1的網絡,依據該算法可以對網絡進行如圖所示的頂點編號。但是在配網中,向專線用戶或綜合負荷供電的各種中壓/低壓(通常為10

4、kV/380V)配電所,在其與主干饋線的交接處常常安裝有某種形式的隔離開關5。如圖1中接點5對應的開關,該類特殊隔離開關系負荷開關的一種,它可以開合正常負荷電流,但不能開斷故障短路電流,通過其上所配置的FTU的控制,可以實現遠方操作。原算法沒有考慮對這種特殊配網接線的處理,雖然我們可以將其看作耦合點并利用原算法進行負荷均衡化計算,但處理結果可能無法得到最優的運行方案,體現不了交接處5所安裝的隔離開關的操作靈活性。即在負荷均衡化過程中,我們必須將開關4、6和13之間區域的負荷視為一個整體,由1、2、3號變壓器之一獨力承擔。但實際上通過操作5處安裝的隔離開關,可以將該區域內的負荷合理分解,從而由1

5、、2、3號變壓器共同負擔,盡量避免出現一個變壓器過熱而另一個變壓器過冷的情況。針對這樣的問題,本文提出基于變結構耗散網絡的負荷均衡改進算法。2 特殊配網接線的處理右圖2(a)所示的向專線用戶或綜合配電負荷供電的分支饋線與主干饋線連接處的隔離開關(例如圖1中交接處5所對應的開關),其開關(1)可以選取左合、居中、右合三種運行狀態,總結其運行規律,可以將其轉換成如圖2(b)所示的形式,即圖2(a)中的開關(1)分化為圖2(b)中的虛擬開關和開關。根據圖2(b)轉化后的隔離開關接線圖,可以相應地建立基于變結構耗散網絡的配網模型3 基于變結構耗散網絡的配電網絡處理配電網絡是典型的耗散網絡8,將配電網絡

6、看作是一種有向圖,采用鄰接矩陣加以描述。變電站和開閉所的出線斷路器、饋線上的分段開關和聯絡開關可以看作是頂點,饋線段可以看作是弧,其方向就是線路上潮流的方向,饋線段上所有配電變壓器供出的負荷總和就是對應弧的負荷,流經開關的負荷就是對應頂點的負荷,從而構成描述配網的數學模型。圖4中是一個含有特殊接線隔離開關的配電網絡,系統當前負荷不均勻,根據上一節所討論的對特殊隔離開關的處理方法,形成對應的耗散網絡模型和頂點編號如圖5所示,括號內為根據對應開關FTU上報求得的歸一化負荷數據。3.1 配電網絡源點分布矩陣建立1×N(N為配電網中饋線上的頂點數目)的源點分布矩陣B來描述配電網絡中源點的分布

7、情況,即B= b1b2bN,其中bi=1,頂點vi是源點0,頂點vi不是源點圖5例子中的源點分布矩陣B為:B= 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 03.2 配電網絡的弧結構矩陣建立N×N的弧結構矩陣C,即3.3 配電網絡的歸一化負荷分布矩陣建立N×N的配電網歸一化負荷分布矩陣Ln,即Ln=ln11ln12ln1Nln21ln22ln2N lnN1lnN2lnNNLn中的元素分別為lnii=100liirii,lnij=100lijrij其中lij為實際負荷值rij為額定負荷值3.4 配電網絡的源點歸一化負荷矩陣建立1×N的源點歸一化負荷矩陣BL,即B

8、L= bl1bl2blN,其中bl1=源點的歸一化負荷,頂點vi是源點0,頂點vi不是源點圖5例子中的源點歸一化負荷矩陣BL為:BL= 105 0 0 53 0 0 27 0 0 0 0 0 0 0 03.5 配電網絡的負荷比率定義網絡中的最冷源點的歸一化負荷與網絡中的最熱源點的歸一化負荷之比為該網絡的負荷比率,用BLN表示。4 算法介紹4.1 負荷均衡化啟動條件和數據結構準備以相互之間存在連通關系的配網作為子系統,計算各個子系統的負荷比率,并判斷是否低于最低負荷比率(BLCmin),若是則啟動后繼操作,否則退出負荷均衡化過程。一般假定BLCmin= 0.5。另外,由于子系統的結構不夠靈活、弧

9、負荷分布極其不均勻或最低負荷比率設置不合理,均有可能造成無論如何改變子系統的網形均無法滿足要求,從而出現程序死處理的情況。因此,應限制網形迭代變換次數(比如M次)。同時為便于選擇執行最佳方案,需要建立頂點狀態記錄矩陣TR0,TR1,TR2,TRM,以及容量為M+1的負荷比率記錄數組BLCD。在TR0中記錄初始頂點狀態矩陣,BLCD0中記錄初始負荷比率,設置迭代次數計數器count =1。4.2 基于子系統最熱源點減負荷的子過程該子過程從最熱源點出發,搜索與其連通的末梢點,并從中選擇負荷切換到子系統的最冷源點上,具體步驟如下:(1)搜索與最熱源點vmh連通的末梢點并存入隊列EQ中,同時存放搜索途徑中子系統的其余頂點到數組TA中。(2)搜尋和EQ中的末梢點相連通的源點,并找出和最冷源點vmc連