本文關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)故障區(qū)段定位的互補約束新模型與算法

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【摘要】：饋線區(qū)段故障的快速準(zhǔn)確辨識對于提升配電網(wǎng)可靠性與自愈性有重要作用。針對基于邏輯關(guān)系的間接故障定位方法在數(shù)值穩(wěn)定性和決策效率上的不足,該文基于代數(shù)關(guān)系描述和互補約束理論構(gòu)建了配電網(wǎng)故障區(qū)段定位的互補約束新模型,其優(yōu)勢在于:1)避免了對群體智能算法的過分依賴,可采用數(shù)值穩(wěn)定性好的梯度算法優(yōu)化求解;2)利用互補約束條件將離散變量松弛為連續(xù)變量,降低了故障定位問題決策時的復(fù)雜性。在此基礎(chǔ)上,提出基于擾動因子的故障定位模型光滑化求解算法。仿真表明,新模型和決策算法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)饋線故障區(qū)段的準(zhǔn)確高容錯性辨識,且進(jìn)行優(yōu)化決策時具有數(shù)值穩(wěn)定性好、優(yōu)化效率高的優(yōu)點,在大規(guī)模配電網(wǎng)故障定位中有良好的應(yīng)用前景。Fast and exact feeder fault location method plays an important role in enhancing reliability and self-healing of distribution network.Logic relationship based conventional indirect fault location model and method has the drawbacks of excessive reliance on swarm intelligence algorithm in optimization computation,numerical optimization instability and low decision-making efficiency.In order to overcome the above shortcomings,on basis of algebra relationship description and complementary theory,a novel complementarity constraints fault location model is proposed as follows:1min()()1,0[(1),(2),,()],[(1),(2),,()],0,,i N S i N N f KB x x x NκκκN=?=???+=⊥=?==?≥∈∈?X∑X X X X X XκκκκRκR(1)Because the feasible points of the above complementarity constraints model can not satisfy the nonlinear programming constraint specification,the optimal solution can not be obtained by using the nonlinear programming to satisfy the Karush-Kuhn-Tucker(KKT)condition.In order to solve the novel fault location model effectively used by nonlinear programming directly,the Fischer-Burmeister auxiliary function with the perturbation factor is used to transform the complementarity constraints fault location model into a continuous smoothing model,which can satisfy the B-stability point.The smoothing model for fault location with complementarity constraints can be expressed as:212 2 2min(,,)()()()()11 2 0()()0[(1),(2),,()][(1),(2),,()][(1),(2),,()],0,N i N N F f i f x x x N N Nφφεφκκκεεε=?=+??=??+=??-++=??=?=?=??=?≥??∈∈?∑X X X XεX XκεX XκεεεκκεκRεR(2)In this model,the feasible point satisfies the nonlinear constraint specification,which can be solved by nonlinear programming directly.When the value of the perturbation factor tends to zero and the KKT extremum condition is established,the optimal decision vector of the fault location model can be obtained,so that the feeder fault section can be found.The correctness and effectiveness of the fault location model with complementarity constraints are verified by(sequence quadratic program)SQP in Matlab2010 a simulation platform.The simulation study shows that:1)The novel model of distribution network fault location based on the theory of complementarity constraints can effectively reflect the correlation characteristics between the causal devices,which can accurately locate the fault section of the feeder fault,and has high fault tolerance.2)The model is proposed based on relational algebra description modeling,so in optimization decision process can avoid the fault identification model excessive reliance on swarm intelligence algorithm in optimization computation,in which the gradient algorithm with good numerical stability can be used,which has the advantage in numerical stability.3)By through the feeder fault status information complementarity constraints conditions,the fault identification model can be transformed from discrete optimization space to continuous optimization space,which can effectively reduce the complexity of fault location model in optimization decision.4)The smoothing method based on the perturbation factor auxiliary penalty function can improve the non-smoothing characteristics of the complementarity constraints model,which can lead the optimal value to converge to the stable point,so as to accurately locate the feeder fault section.5)The novel fault location model and decision method proposed in this paper can be applied to the feeder fault location problem in large scale distribution network.
【作者單位】： 河南工程學(xué)院電氣信息工程學(xué)院;廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 配電網(wǎng) 故障定位 高容錯性 互補約束模型 光滑化理論 非線性規(guī)劃
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51407035) 廣東省自然科學(xué)基金項目(S2013040013776) 廣東省教育廳項目(2013LYM_0019)~~
【分類號】：TM727
【正文快照】： 0引言配電網(wǎng)故障定位作為智能配網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,對于快速恢復(fù)用戶供電和提高配電系統(tǒng)運行可靠性有重要作用[1-3]。長期以來學(xué)術(shù)界圍繞著配電網(wǎng)饋線故障定位問題主要提出基于電壓或阻抗等電氣量時變特征的定位原理,用于饋線故障距離估算[4-6],但因配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運行特征都非常

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本文編號：559443