基于改进的FOA优化算法在配电网重构中的应用
《电扎打矣》(2019.No.l)91文章编号：1004-289X(2019)01-0091-05
基于改进的FOA优化算法在配电网重构中的应用
凌飞鸿，章江海,孙学斌,汪文韬,陈淑群
(国网安庆供电公司，安徽安庆246003)
摘要:基于二进制果蝇算法搜索的盲目性，搜索空间大，产生大量不可行解的问题，根据配电网络与图论中树的相似性，引入环路的概念，提出一种破圈法的果蝇优化算法。果蝇群体随机搜索，形成开关编码，通过破圈法100%的形成最小生成树，指导修正它们的进化方向，从而大大的提高计算效率，能够更快的搜索到全局最优，并通过对IEEE33节点测试系统进行计算和分析，验证算法在求解配电网重构中的有效性和可行性。
关键词：果蝇优化算法(FOA)；配电网重构;破圈法
中图分类号:TM72文献标识码:B
The Application Basedon Improved FOA Optimization Algorithm
in Distribution Network Reconfiguration
LING Fei-hong,ZHANG Jiang-hai,SUN Xue-bin,WANG Wen-tao,CHEN Shu-qun
(State Grid Anqing Power Supply Company, Anqing246003,China)
Abstract:Based on binary fruit fly optimization algorithm search blindness,the search space is large,produce a large number of infeasible solution of the problem,according to the distribution network with tree in graph theory of similarity, it introduces the concept of the loop,puts forward a kind of optimization algorithm the circle of flies.Flies groups random search,forms the switch code,through the formation of broken ring method100%minimum spanning tree,guide the evo?lution direction of correct them,so as to greatly improve the computational efficiency,faster to search the global optimal, and calculation and analysis of the test system based on IEEE33node, verify the algorithm in the solution of distribution network reconfiguration is effective and feasible.
Key words:fruit fly optimization algorithm(FOA)；Distribution network；loop group
1引言
配电网系统中包含大量的分段开关及少量的联络开关,通过改变开关的状态，可以使配电网网络结构发生变化。配电网重构的实质就是在满足网络约束条件下，科学的利用这种变化,优化网络结构，改善配电系统的潮流分布，达到潮流最优，使配电系统的线损最小或其他指标最优[，-2]0
配电网重构是一个大规模非线性混合整数优化问题,在数学上属于NP难问题，目前在理论上尚未提出获得最优解的切实有效的方法。国内外很多学者针对配电网的特点提出许多算法，主要有支路交换法、最优
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51777035)流算法、神经网络算法、粒子群算法、遗传算法等等，这些算法为解决配电网重构问题提供了思路A"]O 果蝇优化算法(fruit fly optimization algorithm)是2011年潘文超博士提出的一种基于果蝇觅食行为推演出的寻求全局优化的群智能算法⑸。该算法在很多领域得到了应用，但在电力系统中主要应用于负荷预测、无功优化和故障诊断等方面，其在配网重构方面涉及较少。
针对FOA算法中前期全局寻优能力强，局部搜索能力弱的特点，在图论的基础上提出一种破圈法产生最小生成树的策略,使产生后的网络结构100%满足辐射状的要求，从而大大提高了计算的速度，在粒子的更新时加入差分进化算法(Differential Evolution,DE)的交叉、变异的策略，使其局部寻优效果得到提升。最
主动配电网运行方式及控制策略分析
主动配电网运行方式及控制策略分析 发表时间：2019-11-08T14:49:47.740Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：韩晓曦[导读] 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。 (身份证号码：12010219850221XXXX 天津 300000) 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。为适应新形势的发展，主动配电网加强了对电源侧、负荷侧和配电网的控制，强调对各种灵活性资源从被动处理到主动引导与主动利用。关键词：配电网；控制；分析本文从主动配电网的组成特点出发，结合主动配电网的运行方式分析和控制方式选择，梳理主动配电网的控制方法和手段，提出源网荷互动全局控制中心的功能设计，提出针对配电网运行数据、营销数据及电网外部数据的的数据中心支撑方案，从而支持多种形式能源接入的监视控制与双向互动，支持海量数据的处理与分析决策能力。全局控制中心主要包含全局协调优化、区域协调优化、分布式控制等内容，强调对配网运行的主动控制。通过运维支持服务、协同优 化控制、综合服务等实现全局协调优化功能，通过用能能量管理、电动汽车充电管理、储能管理、分布式能源管理等实现区域协调优化，通过储能、电动汽车、分布式能源等灵活性资源实现分布式就地控制。 1 主动配电网运行控制框架 1.1 主动配电网形态主动配电网重点关注能源生产的配给和综合利用，将其基础框架按照能源生产与消费层、能源传输层、能源管理大数据平台和能源管理应用层四个层面进行考虑。（1）能源生产与消费层为充电汽车、分布式发电、储能设备和“冷、热、电”联产构成的主动配电网能量流层，该层中的用户可是能源的生产者，也是能源的消费者，负荷具备柔性的调节能力。（2）能源传输层为主动配电系统的配电网络，具有拓扑结构灵活，潮流可控、设备利用率高等特点。（3）大数据平台使适应主动配电网特点的服务平台层，包括云平台、大数据处理技术和智能电网服务总线，支持能源生产、传输、消费等全过程的数据存储、分析、挖掘和管理。（4）能源管理应用层要求实现主动配电网各种运行与控制功能，主要有电网运行态势感知、全电压等级无功电压控制、自适应综合能源优化、分布式发电预测、馈线负荷预报、故障诊断隔离与恢复、合环冲击电流在线评估与调控、风险评估与状态检修等，同时是为能源全寿命周期提供优化控制决策和服务的集成调控—运检—营销于一体的智能决策支持系统。 1.2 控制方式选择系统控制方式对系统控制资源有着重要的影响，对系统运行的水平和可靠性起着决定性的作用。主动配电网目前的主要控制方式包括集中式、分散式、分层式等类型。其中，集中式控制利用传感器将网络潮流信息或设备状态数据上传至能源管理系统，能源管理系统利用分层分布协调控单元对分布式电源、开关等设备发布控制指令、管理电网运行。分散式控制通过分层分布式控制单元和本地协调控制器进行协调控制，其中分层分布式控制单元负责区域协调控制，本地协调控制器对本地设备状态信息进行采集，并及时给出控制命令。分层式控制融合了前述两种控制思想，通过部署顶层能源管理系统、中间层分层分布式控制单元和底层本地协调控制器等多层次控制器，进行协同工作，提高配电网管控效率。 1.3 运行控制架构 1.3.1 传统配电网运行控制架构传统配电网是电力系统向用户供电的最后一个环节，一般指从输电网接受电能，再分配给终端用户的电网。配电网一般由配电线路、配电变压器、断路器、负荷开关等配电设备，以及相关辅助设备组成。传统配电网供能模式简单，直接从高压输电网或降压后将电能送到用户。传统配电网中能源生产环节为集中式发电模式，能源传输环节为发输配的能量单向流动，能源消费环节为电网至用户的单向供需关系。 传统配电网运行控制完成变电、配电到用电过程的监视、控制和管理，一般包括应用功能、支撑平台、终端设备三个部分。应用功能一般包含运行控制自动化和用电管理自动化两块内容，实现对配电网的实时和准实时的运行监视与控制。支撑平台为各种配电网自动化及保护控制应用提供统一的支撑。终端设备采集、监测配电网各种实时、准实时信息，对配电一次设备进行调节控制，是配电网运行控制的基本执行单元。应用功能通过运行控制自动化和用电管理自动化完成配电网的运营管理。运行控制自动化主要包括配电SCADA、设备保护、停电管理、电网分析计算、负荷预测、电网控制、电能质量管理、网络重构、生产管理等功能。用电管理自动化监视用户电力负荷情况，涉及用电分析、用电监测、用电管理等环节。支持平台完成包括配电量测、用电量测、图形管理等功能数据的采集、分析、存储等，为系统运行提供数据支撑。终端应用包括电网侧和用户侧两个方面。在电网侧，通过包括RTU、传感测量设备、故障检测装置、馈线控制器等在内的二次设备对并联电抗器、开关/断路器等一次设备进行监察、测量、控制、保护和调节。在用户侧，通过电表等传感测量设备对用户的进行用电计量。 1.3.2 主动配电网运行控制架构与传统配电网运行控制相比，主动配电网运行控制形态考虑全局的优化控制目标，预先分析目标偏离的可能性，并拟定和采取预防性措施实现目标，同时通过互动服务满足用户用能的多样化需求。应用功能方面，通过互动控制模式实现配网系统的统筹优化控制，同时通过互动服务满足用户的多样化用能需求。数据平台方面，构建全网统一模型对所采集全网的各类数据进行数据整合、存储、计算、分析，服务，满足按需调用服务、公共计算服务要求。终端设备方面，充分利用就地控制响应速度快的优势，对配电节点的分布式能源和可控负载协调控制。结束语：
《浅谈配电网节能降耗》
《浅谈配电网节能降耗》 【摘要】 文章分析了配电网络降低有功损耗的各种技术措施和管理手段。结合城市经济发展与城市建设的现状，总结了当前配网进行节能改造所面临的一些客观困难，由此提出了一些相关建议。 【关键词】 城市；配电网；节能与降耗 我国“十一五”规划明确提出了节能减排的任务和目标，电力部门做为电能等资源综合配置、运营和管理的主要企业，既承担服务社会，保证安全、可靠、优质供电的责任，又是执行国家节能政策任务的关键部门。电力系统本身是一个能耗大户，而城市配电网更是电力系统能量损耗的主体部分，实现配电网的节能降耗对供电企业提高经济效益，实现目标利润起着举足轻重的作用。由于负荷增长速度快而配电网建设投资滞后，配电网在节能降耗方面有着很大的挖掘潜力。通过配网节能降耗工程惠及千家万户，优质服务于社会也是供电局期望和追求的目标。 一、降低损耗的技术措施 1.合理调整运行电压。通过调整变压器分接头、在母线上投切电力电容器等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整运行电压。因为有功损耗与电压的平方成正比关系，所以合理调整运行电压可以达到降损节电效果。 2.合理使用变压器。配电变压器的损耗是配电网损耗的主要组成
部分。因此，降低配电变压器的损耗对于降低整个配电网的损耗效果非常明显。方法主要有。使用低损耗的新型变压器、合理配置配电变压器容量等。 3.平衡三相负荷。如果三相负荷不平衡，会增加线路、配电变压器的损耗。 4.合理装设无功补偿设备，优化电网无功分配，提高功率因数。 5.合理选择导线截面。线路的能量损耗同电阻成正比，增大导线截面可以减少能量损耗。 6.加强线路维护，防止泄漏电。主要是定期巡查线路，及时发现、处理线路泄漏和接头过热事故，可以减少因接头电阻过大而引起的损失，及时更换不合格的绝缘子，对电力线路沿线的树木经常修剪树枝，还应定期清扫变压器、断路器及绝缘瓷件等。 7.合理安排检修，提高检修质量。电力网按正常运行方式运行时，一般是既安全又经济，当设备检修时，正常运行方式遭到破坏，使线损增加。因此，设备检修要做到有计划，要提高检修质量，减少临时检修，缩短检修时间，推广带电检修。 8.推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺，降低电能损耗。 9.调整负荷曲线，避免大容量设备在负荷高峰用电，移峰填谷，提高日负荷率。 二、降低损耗的管理手段 1.加强计量管理，做好抄、核、收工作。 2.实行线损目标管理。供电部门对下属管理部门实行线损目标管
配电网优化
配电网优化 摘要 本文主要论述了配电网优化的意义，并分析了我国城市配电网存在的一些问题，对配电网目标函数的建立，约束条件和遗传算法的基本理论进行了分析，然后阐述了配电网优化的基本理论、配电网重构的基本理论，在此基础上，采用以降低网损为目标的配电网络重构的数学模型，构造了一个基于等效简化的网络拓扑的配电网络重构GA，将其网络拓扑等效简化为线损最小的配电网络拓扑结构，达到网络重构的目的。最后，以MATLAB遗传算法工具箱和 MATPOWER4.1为软件基础编写了配电网优化计算程序。关键字：配电网优化；遗传算法；配电网重构；降低网损 Abstract This paper mainly discusses the significance of the distribution network optimization, and analyze s some of the problems of the urban distribution network in China, the establishment of distributio n network objective function, constraints, and genetic algorithms, the basic theory and then descri bes the basic distribution network optimization theory, the basic theory of the distribution network reconfiguration. On this basis, used to decrease network loss as the goal of th e power distribution network for the reconstruction of the mathematical model, is constructed base d on the network topology equivalent simplification of the distribution network reconfiguration GA, its network topology equivalent simplification of power distribution line loss minimum for network topology structure, to achieve the purpose of network reconfiguration. Final ly, the MATLAB genetic algorithm toolbox and MA TPOWER4.1 write software infrastructure, dis tribution network optimization program. Keywords:distribution network optimization genetic algorithm;distribution network reconfiguratio n;loss Reduction. 目录 第1章概述 (5) 1.1 本文研究的目的和意义 ...................................................................................................... 5 1.2 国内外研究现状 . (6) 1.2.1 运行方式的研究现状 .............................................................................................. 6 1.2.2 配网重构的研究现状 .............................................................................................. 7 1.3 本文的主要工作 ...................................................................................................................... 8 第2章配电网优化的基本理论 (9) 2.1 配电网优化基本思路 ........................................................................................................... 9 2.1.1 配电网优化的总体原则 ......................................................................................... 9 2.1.2 配电网优化的技术原则 ......................................................................................... 9 2.2 配电网络重构的基本理
主动配电网运行方式及控制策略分析
主动配电网运行方式及控制策略分析 摘要:分布式能源与新型负荷的逐步推广，深刻改变了电网的组成形式与运行方式，传统的配电网运行控制理论与技术不再完全适用。为适应新形势的发展，主 动配电网加强了对电源侧、负荷侧和配电网的控制，强调对各种灵活性资源从被 动处理到主动引导与主动利用。 关键词：配电网；控制；分析 本文从主动配电网的组成特点出发，结合主动配电网的运行方式分析和控制 方式选择，梳理主动配电网的控制方法和手段，提出源网荷互动全局控制中心的 功能设计，提出针对配电网运行数据、营销数据及电网外部数据的的数据中心支 撑方案，从而支持多种形式能源接入的监视控制与双向互动，支持海量数据的处 理与分析决策能力。 全局控制中心主要包含全局协调优化、区域协调优化、分布式控制等内容， 强调对配网运行的主动控制。通过运维支持服务、协同优化控制、综合服务等实 现全局协调优化功能，通过用能能量管理、电动汽车充电管理、储能管理、分布 式能源管理等实现区域协调优化，通过储能、电动汽车、分布式能源等灵活性资 源实现分布式就地控制。 1 主动配电网运行控制框架 1.1 主动配电网形态 主动配电网重点关注能源生产的配给和综合利用，将其基础框架按照能源生 产与消费层、能源传输层、能源管理大数据平台和能源管理应用层四个层面进行 考虑。 （1）能源生产与消费层为充电汽车、分布式发电、储能设备和“冷、热、电” 联产构成的主动配电网能量流层，该层中的用户可是能源的生产者，也是能源的 消费者，负荷具备柔性的调节能力。 （2）能源传输层为主动配电系统的配电网络，具有拓扑结构灵活，潮流可控、设备利用率高等特点。 （3）大数据平台使适应主动配电网特点的服务平台层，包括云平台、大数据处理技术和智能电网服务总线，支持能源生产、传输、消费等全过程的数据存储、分析、挖掘和管理。 （4）能源管理应用层要求实现主动配电网各种运行与控制功能，主要有电网运行态势感知、全电压等级无功电压控制、自适应综合能源优化、分布式发电预测、馈线负荷预报、故障诊断隔离与恢复、合环冲击电流在线评估与调控、风险 评估与状态检修等，同时是为能源全寿命周期提供优化控制决策和服务的集成调控—运检—营销于一体的智能决策支持系统。 1.2 控制方式选择 系统控制方式对系统控制资源有着重要的影响，对系统运行的水平和可靠性 起着决定性的作用。主动配电网目前的主要控制方式包括集中式、分散式、分层 式等类型。其中，集中式控制利用传感器将网络潮流信息或设备状态数据上传至 能源管理系统，能源管理系统利用分层分布协调控单元对分布式电源、开关等设 备发布控制指令、管理电网运行。 分散式控制通过分层分布式控制单元和本地协调控制器进行协调控制，其中 分层分布式控制单元负责区域协调控制，本地协调控制器对本地设备状态信息进 行采集，并及时给出控制命令。
配电网节能降损优化研究综述
配电网节能降损优化研究综述 摘要：伴随我国经济的快速发展，我国电网的负荷也在不断的提升，配电网的 电能损耗也在逐渐的增加。怎样有效的减少电能在运输过程中的损耗，即节能降 损已成为配电网中亟待解决的问题。节能降损是当前企业发展的一个重要标准， 也是提高企业在市场上竞争力的一个重要举措。这篇文章根据配电网中节能降损 和优化的措施进行探索，对配电网节能降损的现状和问题做出分析，提出了有效 的降损方式。 关键词：配电网；节能现状；存在问题；优化措施 引言 电网运输是电能传输的重要渠道，电网本身的节能降耗是我国节能工作中的 一个重要组成成分。当前电网配置比较弱，这是我国电网结构中急需解决的一个 问题。因为配电网点比较多，配电线路也比较繁复，电能损失比较大，大约占电 网损失的一半以上，所以说它可节能地方比较大。城镇之间的配电网是电力系统 的主要部分，该文章根据配电网对如何节能降耗进行研究探索，对节能降损的现 状进行分析，提出了当前节能降耗中存在的一些问题以及解决措施[1]。 一、配电网节能降损的现状 现在我国对配电网节能降损的探究还处于比较独立的阶段，对部分地区的电 网线损进行计算，无功优化，变压器经济运转期，并且这些部分的技术都是由不 同的企业掌控，过于离散，缺少整合。各个系统之间的信息合成率过低，数据之 间的连接也不符合规定，运行员工没法及时的掌控配电网运行的现时情况，这会 导致工作繁复以及效率低的后果。而现在配电网中无功补偿节能设施和电力质量 处理装备分布面积还不够广，不仅没有数据上传和收集的单位，也没有设备的整 体调控单位，在设施的运转状态，故障以及节能成效和电力质量的治理成效也没 法知晓。所以，按照配电网的建设和发展需求，研发一种新型的配电网节能减损 和电力质量综合调控设备是非常重要的。利用先进技术逐渐推行电网的节能和提 升电力质量的工作。 电力降损系统的硬件装备的发展过程有：电网发展的初级阶段只是无功调节 和优化的要求，经过了由同步调相机到开关投切电容器到静止无功补偿的变化过程，他们的共有特征是用来调控无功功率从而达到降耗的目的。然而它们在不同 的方面也会出现一些弊端，比如说同步调相机的反应速度不高，噪声大，耗损多，技术老旧，所以属于过去式了。开关投切电容器反应较慢，而且连续控制能力比 较弱。而静止型动态无功补偿器的压制能力弱，体积大，本身谐波污染就比较大。 二、配电网节能降损工作存在的问题。 （一）无功补偿不足而造成的无功损耗问题 现在配电网应用的降损方式主要是电容的补偿，但是因为速度比较低，不能 动态调整，很易过量补偿的现象，所以说电网的损耗现象仍然很重[2]。 （二）能设备无法治理电能质量的问题 电网损耗以及电力质量的问题主要体现在电网的谐波波动、三相负载不平衡。引发的问题主要有：第一，谐波对供电变压器来说会产生额外的损耗，升高变压 器温度，降低了绝缘期限；第二，谐波对旋转电机也会产生一定的副作用，不仅 能产生额外的损耗，还能导致发生机械震动，产生噪音和谐波过电压等；第三，
蚁群算法在配电网重构中的应用
蚁群算法在配电网重构中的应用 摘要 近几年科技迅速发展，使用智能算法在配电网中得到了极大的应用，例如粒子群算法、遗传算法、禁忌搜索算法、蚁群算法等都可以很好的解决问题，但是由于传统意义上的蚁群算法应用实例比较少，为了得到最佳解决方案需要花费大量的时间，并且计算过程复杂，现在多位学者对传统意义上的蚁群算法进行优化，从而改变现状，使蚁群算法得到应用。 关键词：蚁群算法遗传算法配电网重构配电网网络重构信息素配电网络分布式电源无功优化多目标优化配电网规划
目录 蚁群算法在配电网重构中的应用 (1) 摘要 (1) 1 引言 (3) 2 蚁群算法 (3) 2.1蚁群算法的起源 (3) 2.2蚁群算法的基本思路 (3) 2.3蚁群算法的特点 (4) 3 蚁群算法和配电网重构的结合 (4) 3.1配电网重构 (4) 3.2用蚁群算法的应用 (5) 3.3对蚁群算法的改进 (8) 3.4仿真 (10) 3.5算例 (11) 4 配电网重构的意义 (16) 结论 (18) 引用 (19)
1 引言 近几年科技迅速发展，使用智能算法在配电网中得到了极大的应用，例如粒子群算法、遗传算法、禁忌搜索算法、蚁群算法等都可以很好的解决问题，但是由于传统意义上的蚁群算法应用实例比较少，为了得到最佳解决方案需要花费大量的时间，并且计算过程复杂，现在多位学者对传统意义上的蚁群算法进行优化，让蚁群算法大范围的应用，改善当前的状况。 2 蚁群算法 2.1 蚁群算法的起源 在上世纪九十年代初期，一篇论文出现了一种特殊的计算方法，它是Marco Dorig 再观察了蚂蚁的各种行为，尤其是在寻找食物的时候的行为之后想出了的类似优化蚂蚁进食顺序那样的一种计算方法，被命名为蚁群算法。 蚁群算法可以说是一种在整体算法中不断优化的进化算法，它具有很多优点，如启发式搜索，信息的正负反馈，分布式计算等特性。 Ant系统或蚁群系统最初由意大利学者Marco Dorig和其他人在20世纪90年代提出。他们观察了蚂蚁的生命状态。在研究蚂蚁喂食的过程中，他们发现蚂蚁的行为相对单一，可是纵观整个蚁群系统，可以很清晰的看出他们的行为都是十分有秩序，十分明确。一个简单的例子：蚂蚁无论在什么样的环境之下总是能够快输准确的确定最便捷的寻食途径。这其中的原因很简单，就是它们可以利用自身头顶上的两根触须进行两者之间的信息交流与传递，这大大提高了办事效率。而经过进一步的研究分析，蚂蚁们是通过分泌一种信息素来进行信息共享。在这条路径上行走的每只蚂蚁都会留下一种新的信息素，形成一种类似于正反馈的操作。这样经过短时间的寻找，就可以找到最短的获得食物的途径。 2.2 蚁群算法的基本思路 在蚂蚁寻找食物的过程中的种种途径就可以看做对于一个问题的处理方法。整个蚁群的所有路径构成了要优化的问题的解决方案。蚂蚁寻找食物时分泌的信
主动配电网运行优化技术分析 郭晓锋
主动配电网运行优化技术分析郭晓锋 发表时间：2018-12-17T10:45:33.743Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：郭晓锋 [导读] 摘要：随着我国的现代化建设的不断发展，社会的发展速度不断加快，在当前我国的经济社会发展过程中，电力作为其中应用最为广泛的能源，电力行业得到了长远的发展。 （潮阳供电局和平供电所广东汕头 515100） 摘要：随着我国的现代化建设的不断发展，社会的发展速度不断加快，在当前我国的经济社会发展过程中，电力作为其中应用最为广泛的能源，电力行业得到了长远的发展。但是与此同时，我国用电量的加大，也给电力事业的发展提出了新的挑战和要求，传统的配电网络和技术已经无法满足经济社会的发展需要，所以电网配电技术的改革也就势在必行。当前我国电力行业改革中，主动配电网是其中十分重要的改革，通过该改革，能够有效降低我国的电力系统的运行压力，促进我国的电力事业的发展，同时提高人们的用电质量。本文就探讨主动配电网的运行一优化技术，促进主动配电网的建设和运行。 关键词：主动配电网；运行优化；技术 我国的经济社会发展使得用电量不断扩大，当前我国的电力事业的发展也呈现出了新的趋势，尤其是人们日常生活中的用电量不断加大，各种电气设备和电器使用量不断加大，传统的被动配网运行模式会使得电网的运行压力增加，人们的用电质量降低。所以我国在配电网方面，实行了主动配电网运行改革，通过对分布式电源的应用和有效控制，最大程度加强电网运行的效率和质量，加强电网运行的灵活控制，解决分布式电源接入配电网的问题，从而给配电网的运行稳定性和控制的有效性提供重要保障，提高电力的应用效率，减轻电网运行的压力，保证人们的用电质量。 一、主动配电网的构成 1、技术原理及框架 主动配电网与传统的配电网相比，最大的特点就是能够实现双向控制，能够对配电网的运行进行有效控制，是配电网在运行的过程中，对分布式电源和储能单位进行主动控制，对电网进行主动调节，提高电网的运行效率。主动配合技术，在应用的过程中，首先就是进行运行平台的建设，使得该配网系统在应用的过程中能够实现自动优化控制的功能。而在平台建立的过程中，监视中心的建设是首要的工作内容，监视中心的建设，能够使主动配电网在运行的过程中，对配电网中的运行状况以及故障进行有效的监视，及时发现配电网运行中存在的问题，辅助相关技术人员进行配电网故障的诊断和维修，提高配电网的运行质量和稳定性。其次在主动配电网中，控制中心是其中最为核心的模块，控制中心主要是为主动配电网提供调控能力，使主动配电网在运行的过程中能够发挥出控制和协调的作用。最后主动配电网系统的分析中心建设也是必不可少的，通过分析中心能够实现主动配电网运行过程中各个模块的信息交互，保证主动配电网的正常运行。 2、控制方式 主动配电网中由于接入了分布式电源，整个配网系统结构更加复杂，切入点更多且呈现出不对称的特点，所以控制工作也更为困难，在对其进行控制的过程中，需要选择合理的控制方式才能够保证控制的质量。当前我国主动配电网运行过程中，其控制方式主要包括了集中式控制、分布式控制和分层分布式控制，其主要功能包括了需求侧响应、运行负荷的检测以及多能源系统的协调优化，这三种控制方式在应用的过程中各有优势。集中式控制方式是当前配网系统中应用最为普遍的控制方式，其在应用的过程中，能够对配网的运行故障进行准确的分析，并加强故障数据的交互和分析，对于配电网运行的稳定性有着积极作用，但在运行的过程中，对于主站的依赖性过强，一旦主站发生故障，就会影响到控制系统的正常运行；而分布式控制则能够有效弥补集中式控制的缺陷，尤其是对于主动配电网中接入的分布式能源控制来说，这种分布式控制方式能够起到更好的控制效果，能够促进电网系统的优化调节。 3、潮流计算 主动配电网与传统配电网相比，其配网系统中接入了很多分布式能源，所以在进行配电网潮流计算时，也需要采用新型的潮流计算方法，针对主动配电网的接入节点较多的情况，采用更加针对性和适用性的潮流计算方法。传统配电网在进行潮流计算时，会采用直接法和扭断拉夫逊法，但是由于主动配电网的网络结构收敛性比较差以及初期电压过于敏感，所以在当前主动配网的潮流计算中，通常会采用回路抗阻法计算，先检测初始化馈线节点的电压，然后再分别计算各个支路的电流，以此来得到各个节点的电压。 二、主动配电网运行优化技术 1、需求侧响应 在电网系统运行的过程中，需求侧响应会直接影响到电力企业的供电质量以及用户的用电质量，对于整个电网的运行有着至关重要的作用，一般来说在电网运行的过程中，会通过需求侧响应来了解用户的用电需求，帮助供电企业进行科学的决策，从而对供电系统进行合理的优化和调节。但是主动配电网在运行的过程中，由于外接分布式电源数量增加，所以其运行优化的过程中，就需要加强需求侧响应的应用，充分发挥各个系统模块在配网系统运行中的作用，以此来减少需求侧响应的不确定性，使得最终的配网运行能够满足用户的用电需求。另外主动配网系统在进行需求侧响应优化时，还需要加强对用户用电情况的调查和分析，及时了解用户的实际用电情况，根据用户的用电需求变化，进行动态收费设计，并设计响应性能方案，以此来保证用户的用电需求和便利性。 2、智能自愈 主动配电网的运行和发展，主要是针对当前分布式电源的接入和渗透提出的，而正是由于分布式电源数量的增加，所以使得配电网在运行的过程中容易受到各种外界因素的干扰，提高了配电网运行的不稳定性和不确定性，因此在主动配网运行优化的过程中，工作人员必须要对主动配电网的智能自愈系统进行建设，通过建设智能自愈系统，对主动配电网运行过程中出现的故障进行自动检测和恢复，以此来提高整个配网运行的稳定性和可靠性。这要求电力企业的相关技术人员在进行主动配电网建设的过程中，在其中增加智能自愈系统，使该系统能够在日常运行的过程中，自动收集配网系统的运行数据，并进行分析，从而进行故障的分析和预测，设置运行警戒参数，在运行的过程中，一旦出现了参数异常，技术人员就能够及时发现故障点，并采取有效的措施进行控制。除此之外，智能自愈系统的信息数据收集功能，还能够被用于主动配电网运行过程中风险评估工作。 3、多能源系统协调优化 多能源系统的协调优化，对于主动配电网的运行质量有着重要影响，能够使配电网站在运行的过程中，对新能源进行有效的控制和调
探讨配电网节能问题的技术措施(通用版)
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 探讨配电网节能问题的技术措 施(通用版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
探讨配电网节能问题的技术措施(通用版) 1引言 配电网的节能十分重要，有资料表明，配电网损耗大约占整个电力系统损耗的50%以上，配电网点多面广，线路情况复杂，节能潜力很大。将配电网入口的电能量用W1表示，配电网供给用电设备器具的电能量即电力部门销售的电能量用W2表示，两者的差值W=W1-W2就是配电网的能耗。本文从技术应用、运行管理角度，探讨配电网节能的若干问题。 2配电网的合理布局和配置 配电网的布局是指配电网的网络结构，配电线路的线径、配电变压器的安装地点等。配置是指配电线路型号、导线截面的选用，配电变压器型号、容量的选用，对配电变压器运行方式的初规划等。 2.1优化配电网结构及配电变压器的设置
由于配电网的线损主要是由变压器损耗与电力线路损耗所组成，所以电网改造的节电降耗，也就是对配电网中的所有变压器和配电线路进行择优选择和优化组合。组建成“安全经济型电网”。因此，调整不合理的配电网络结构。合理设计、改善配电网的布局和结构；避免或减少配电线路的交错、重叠和迂回供电．减少供电半径太大的现象。 配变的安装地点应合理、经济。针对配变供电情况．应适当将配变安装在负荷巾心处。可使低压线路由一路输出变为几路输出，以提高电压质量，降低配电网线损，这样才能配电方便，配电线路短。应尽量将10kV电源引至负荷中心，穿越人口、建筑密集区时应尽量采用10kV电力电缆，这样可以缩短低压配电线路的长度。一般而言，0.4kV电线路的供电半径为250m左右，0.22kV配电线路的供电半径为100m左右，10kV配电线路的供电半径为5kV左右。如果负荷大而距离较远，可以考虑采用35kV线路供电，采用35kV/0.4kV 配电变压器。 2.2准确计算负荷
主动式配电网
主动式配电网 主动配电网“主动”在哪儿？ 配电网有“主动”和“被动”之分吗？答案是肯定的。来看一个主动的案例。 炎炎夏日的一个上午，某大城市中，随着大批空调逐步开启，用电负荷直线攀升，逼近电网所能承受的最高值。主动配电网主动作为，果断发出“精确制导”的指令，让部分客户家中的空调停运。几分钟后，负荷曲线趋于平缓，电网风险化解…… 根据用户何时洗衣服、开空调等用电行为习惯，供电企业事先准备好网络和负荷，为用户提供定制电力服务。用户则可以随时查询到实时电价，以调整用电行为节省电费，还可以查询选用周边的分布式电源，实现一定区域内的电力资源最优分配。 这不是电影里的场景。在不久的将来，随着“主动配电网运行关键技术研究及示范”863 课题研究成 功，这样的场景就将成为现实。 为什么要进行这项课题研究？它有何特点？对供电企业和客户来说，它能带来哪些好处？为此，某报记者 进行了详细调查。为什么要研究主动配电网 分布式电源大量进入配电网，到一定程度，传统配电网将面临“电流倒送”危险提及主动配电网的研究，有必要先认识一下配电网的概念和分布式电源的特点。配电网，指的是在电力网中起分配电能作用的网络。打个形 象的比喻，如果把电网主网比作人体的“主动脉”，那么，配电网就是四通八达的“毛细血管”，用户则处于这 些毛细血管的最末端。电由大型发电厂发出，流经主网，通过配电网送到用户，就如血从心脏流出，流经主动 脉，通过毛细血管输送至全身一样。电流自上而下流动，就如同大河衍变成小河，再从小河衍变成小溪。在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑的都是单方向流动的特点。 分布式电源的出现，使得用户可以不再被动地接受电网输送的“血液”补给，而是具有了“造血”的能力。但随着分布式电源不断增多，“造血”的量不断增加，其分散性、不稳定性、间歇性的特点，则使得这些新造 “血液”不能平缓、定量、持续地输入“毛细血管”。当分布式电源增多到一定的程度，就会影响传统配电网的 特性。这意味着，传统配电网的保护、控制策略将失效，电网的供电可靠性将受到影响。 国网北京电力科信部副主任黄仁乐告诉记者：“根据国外的经验，分布式电源接入容量原则上不超过配电网容量的 30%，否则，电流可能产生倒送，有些保护和控制就会误动。” 为对日益增长的分布式电源加以有效控制，主动配电网的研究被提上日程。什么是主动配电网？ “看”得更宽更远，“听”到更多信息，主动服务分布式电源，预判化解停电危险 什么是主动配电网呢？ 2008年国际大电网会议C6委员会提出了主动配电网（ADN的基本定义。定义中指出：主动配电网通过使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流，是能够对不同区域中的分布式能源设备（distributed energy resource , DER进行主动控制和主动管理的配电系统。其中， DER 包括：分布式发电（distributed generation , DG、储能系统（energy storage system , ESS、 可控负荷（con trollable load , CL）等。其中DG主要为可再生能源，包括光伏发电、风能发电等； CL包括电动汽车（electric vehicle ，EV、响应负荷（responsive load ， RL）等。ADN的基本定义和组成构想目前已 经得到了包括IEEE和CIRED在内的国际学术界组织的广泛认可。（黄仁乐给出 的定义，“主动配电网是内部具有分布式或分散式能源，具有控制和运行能力的配电网。主动配电网有四个特征，一是具备一定分布式可控资源，二是有较为完善的可观可控水平，三是具有实现协调优化管理的管控中心，四是可灵活调节的网络拓扑结构”。） “可观性”体现在，主动配电网控制中心可以监测到主网、配电网和用户侧的负荷和分布式电源的运行情况，在此基础上利用态势感知技术预测其发展状态，提出优化协调控制策略。“可控性” 体现在对分布式电源、储能、负荷等的灵活有效控制上。当优化协调控制策略制定出来以后，通过控制中心能够实现有效的执行。
浅谈10KV配电网节能降耗
浅谈10KV配电网节能降耗 摘要：文章分析了配电网络降低有功损耗的各种管理手段和技术措施。配电网是电力系统中功率消耗的主要部分，实现10kV配电网的节能降耗具有重要意义。10kV配电网的节能降耗包括变压器降耗和线路降耗两部分。变压器降耗可以通过保障变压器经济运行、推广节能变压器和进行无功补偿等方法解决。降低线路损耗可以通过提高线路截面积、缩短传输距离和降低三相不平衡度来解决。 关键词：配电网节能与降耗措施 O 引言 配电网是电力系统中功率消耗的主要部分，实现配电网的节能降耗，对于提高供电企业的经济效益具有举足轻重的作用，对于降低能耗、减少温室气体排放也具有重要意义。作为连接电网与用户的重要桥梁，10kV线路长度在电力网中占到60％的以上，其损失在电力网的总线损中占80％以上，因此10kV配电网的节能降耗对于电力系统的节能具有至关重要的作用。电网的功率损耗主要是变压器损耗和线路损耗，因此节能降耗的主要措施也围绕这两方面展开。此外，10kV配电网涉及城市电网与农村电网，本文先以城市电网作为主要研究目标，最后说明了农村电网的特点极其措施。 1 降低变压器损耗的措施 电网中使用变压器的作用是提高输送距离，降低电能传输的总体能量消耗，一般来说，从发电、输电、供配电到用电，需要经过升压、传输、降压至适当的电压等级以便用户使用。10kV配电网所用的变压器为降压变压器，由于其数量多，总容量大，因此总损耗很大。据统计，在10kV配电网的功率损耗中，变压器的损耗占80％以上，线路损耗不足20％，因此，降低损耗的重点应放在降低变压器的损耗上。 变压器的功率损耗包括两部分：一是变压器的固定损耗，即与用电负荷无关的空载损耗：二是变压器的可变损耗，与电流的平方成正比。固定损耗即是在变压器铁心中产生的空载损耗，其损耗=空载损耗×时间；可变损耗即是电流在变压器线圈中产生的损耗，与变压器的负荷大小有关。 1．1保障变压器的安全经济运行变压器经济运行是指在保证安全可靠运行及满足供电量需求的基础上，通过对变压器进行合理配置，对变压器的运行方式进行优化选择，对变压器负载实施经济调整，从而最大限度的降低变压器的电能损耗。变压器的经济运行以降低变压器的综合功率损耗为目标，即降低变压器运
配电网无功功率优化研究
配电网无功功率优化研究 摘要 配电网的无功功率的有效优化与合理控制既能提高电力系统运行时的电压质量，也能有效减少网损，节约能源，是保证电力系统安全经济运行的重要措施,对电网调度和规划具有重要的指导意义。 无功优化的核心问题主要集中在数学模型和优化算法两方面，其中数学模型问题是根据解决问题的重点不同来选取不同的目标函数；而优化算法的研究则大量集中在提高计算速度、改善收敛性能上。本文选取有功网损最小作为数学模型的目标函数，数学模型的约束条件有各节点的注入有功、无功功率的等式约束和各节点电压、发电机输出无功功率、可调变压器变比、并联补偿电容量、发电机机端电压均在各自的上下限之内的不等式约束，优化方法采用遗传算法。设计和编制了牛顿拉夫逊直角坐标matlab 潮流计算程序以及遗传算法无功优化的matlab潮流计算程序。通过IEEE30节点系统的算例分析，得出基于遗传算法的无功优化能有效降低系统网损、提高电压水平，验证了该算法在解决多变量、非线性、不连续、多约束问题时的独特优势，并指出了该算法的不足之处以及如何改善。 关键词：牛顿拉夫逊法，无功优化，遗传算法
Research of Reactive Power Optimization Distribution Network ABSTRACT Reactive power with reasonable optimization and control of Power system can not only improve the stability of power system, but also effectively reduce network losses and save energy. It ensures the safety and economic operation of power systems and improve the voltage quality. It is important for planning departments on grid reactive power scheduling. Reactive power optimization focuses on mathematical models and optimization algorithms. The mathematical model is selected depending on the focus of problem-solving. Optimization algorithm is concentrated in improving the calculation speed and improve the convergence performance. This paper selects the active power loss minimum objective function as a mathematical model, the constraints of mathematical model are each node of the injected active and reactive power equality constraint and the node voltage and reactive power of generator output, adjustable transformer ratio, parallel capacitance compensation, the generator terminal voltage within the respective upper and lower limits of the inequality constraints, optimization method using genetic algorithms. Design Cartesian coordinate Newton Raphson power flow calculation method and genetic algorithm matlab calculate the reactive power optimization procedures. Through a numerical example of the IEEE 30 node system, we can draw reactive power optimization based on genetic algorithm can effectively reduce system loss and improve voltage level and verify the algorithm have unique advantages to solve multivariable, nonlinear, discontinuous, multi-constraint problem. Key words: Newton Raphson method; reactive power optimization; genetic algorithm
基于潮流计算的配电网重构方法
2007年9月Power System Technology Sep. 2007 文章编号：1000-3673（2007）17-0060-04 中图分类号：TM727 文献标识码：A 学科代码：470·4051 基于潮流计算的配电网重构方法 韩学军1，陈 鹏1，国新凤1，李 明2 （1．东北电力大学电气工程学院，吉林省吉林市 132012； 2．北京电研天地有限责任公司，北京市海淀区 100094） A Power Flow Based Reconfiguration Method of Distribution Networks HAN Xue-jun1，CHEN Peng1，GUO Xin-feng1，LI Ming2 （1．Institute of Electrical Engineering，Northeast Dianli University，Jilin 132012，Jilin Province，China； 2．Beijing Electric Power Research World Co., Ltd.，Haidian District，Beijing 100094，China） ABSTRACT: To reduce the network loss in distribution networks, a power flow calculation based reconfiguration method for distribution networks is proposed. On the basis of power flow calculation of single ring network and by means of calculating the network loss increments for two situations that the circuit breakers at both sides of the node with lowest voltage in the ring network are switched off respectively the optimal circuit breaker to break the ring can be obtained. The proposed method is as following: for the condition that all circuit breakers in a distribution network are switched on, firstly finding out the optimal circuit breakers in each ring that is to be switched off successively to make the distribution network recovering to radial state; then switching on related opened circuit breaker one by one to form a single ring network; and then finding out the optimal circuit breaker to be switched off until the optimal result of whole distribution network is obtained. Using the proposed method to reconfigure two test systems, the reconfiguration results show that with the proposed method the reconfiguration of distribution network can be implemented more quickly. Comparing with the reconfiguration results by other methods, the correctness and superiority of the proposed method are validated. KEY WORDS: distribution networks；power flow calculation；network reconfiguration；power loss increment 摘要：为减小配电网的能量损失，提出了一种基于潮流计算的配电网重构方法。在单环网潮流计算的基础上，通过计算环网中电压最低的节点两侧开关分别断开后产生的网损增加量得到了最优解环开关。在配电网所有开关闭合的情况下，逐次求得各个环中的最优断开开关，然后使网络恢复成辐射状，然后逐次闭合各断开开关形成单环网，求得各单环网中的最优打开开关，直至得到整个网络的最优结果为止。采用该方法对2个测试系统进行重构，结果表明采用该方法可以较快地得到重构结果，与其它方法的比较结果也验证了该方法的正确性和优越性。 关键词：配电网；潮流计算；重构；网损增加量 0引言 配电网通常是闭环设计、开环呈辐射状运行的。为减小系统网损、提高电压质量、隔离故障区域、实现负荷平衡，可根据网络中负荷的变化情况改变分段开关和联络开关的状态，实现对配电网的重构。配电网重构是一个非线性的整数规划问题，进行重构时不但要力求找到全局最优解，而且要提高求解速度。目前，配电网重构的主要方法有支路交换法[1-4]、最优流模式法[5]和人工智能法等。支路交换法以网络初始结构为基础，分别对各环网进行优化，由于需要计算潮流的次数较少，所以求解速度较快，但配电网的重构结果依赖于网络的初始结构。在最优流模式法中，所有开关形成弱环网，以网损增量最小为前提，每打开一个开关就对该环网进行解环，直至网络恢复为辐射状。最优流模式法的重构速度很快，但理论依据不足，因此文献[6]在最优解最小的几个开关中取能够产生最小网损增加量的开关为断开开关。人工智能法，如遗传算法[7-8]、模拟退火法[9]、禁忌搜索法[10]等广泛用于配电网重构，并取得了理想的结果，但这类方法的重构速度较慢，不适于在线重构。 本文在潮流计算的基础上，根据支路交换法的结论对环网进行分析，每次找到一个环的最优打开开关，根据所有环的最优断开开关得到配电网重构的近似解。断开上述包含断开开关的序列中的开关使网络恢复为辐射状，逐次闭合序列中的开关形成