為進一步提高電力系統(tǒng)整體資源的優(yōu)化配置,加強各電壓等級之間的協(xié)調(diào)性,降低電網(wǎng)運行的經(jīng)濟成本,將單電壓等級配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題拓展至兩電壓等級,提出了一種兩電壓等級的配網(wǎng)重構(gòu)優(yōu)化方法。以有功網(wǎng)損、電壓偏差、負載均衡度為目標函數(shù),在滿足各電壓等級電網(wǎng)運行條件的同時,引入各電壓等級供電可靠性約束以及線路負載率約束等協(xié)調(diào)性約束指標,利用布谷鳥搜索算法尋優(yōu)。并針對其在后期收斂速度慢、收斂精度差的缺點,引入模擬退火算法以提高算法的全局和局部搜索能力。算例分析表明所提方法是可行和有效的。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)保護與控制. 2020,48(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1兩電壓等級配網(wǎng)重構(gòu)計算流程圖

的23kV和12.66kV兩個電壓等級46節(jié)點配電網(wǎng)中，利用Matlab進行了仿真分析[24-25]。該網(wǎng)絡(luò)共有46個負荷點、55條分支線路、45個分段開關(guān)、10個聯(lián)絡(luò)開關(guān)，參數(shù)設(shè)置如下。種群規(guī)模s30，最大迭代次數(shù)N50，鳥巢被發(fā)現(xiàn)概率P0.5，步長因子0.01，n20，模擬退火算法中馬爾科夫鏈長度為L30，初始溫度0T3000℃，終止溫度endT0.001℃，溫度衰減系數(shù)A0.95，此外經(jīng)調(diào)試在本算例中252Nn、變化率f0.02時所取得的收斂效果較為理想。圖246節(jié)點兩電壓等級網(wǎng)絡(luò)Fig.246-nodetwo-voltagelevelnetwork電網(wǎng)重構(gòu)優(yōu)化前后結(jié)果如表1所示。表1網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)前后結(jié)果對比Table1Resultscomparisonbeforeandafternetworkreconfiguration場景網(wǎng)損/kW負荷均衡度電壓偏差優(yōu)化前346.531.1360.045優(yōu)化后206.100.6350.015優(yōu)化前所有聯(lián)絡(luò)開關(guān)線路斷開，優(yōu)化后斷開線路為支路9、11、16、17、28、31、41、49、50、54，相比于優(yōu)化前，網(wǎng)損降低了40.51%，降損效果明顯；負荷均衡度和電壓偏差分別降低了44.1%和66.7%，因此系統(tǒng)穩(wěn)定性得到顯著提升。圖3是優(yōu)化前后電壓偏差曲線圖，可以看出，優(yōu)化后節(jié)點電壓普遍上升，12.66kV系統(tǒng)中所有節(jié)點電壓均上升了0.13kV以上，從而提升了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。表2給出了兩電壓等級優(yōu)化與單電壓等級配網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的對比結(jié)果。兩個電壓等級系統(tǒng)單獨優(yōu)化時總網(wǎng)損為240.23kW，聯(lián)合優(yōu)化后網(wǎng)損降低了14.20%，降損效果更優(yōu)，負荷均衡度和電壓偏差也分別降低了4.10%和57.75%。由此可見，兩電壓等級網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型可以較大幅度地提升系統(tǒng)的經(jīng)濟效益與穩(wěn)定性。表3為本文算法與傳統(tǒng)布

徐小琴，等基于布谷鳥搜索和模擬退火算法的兩電壓等級配網(wǎng)重構(gòu)方法-89-圖3節(jié)點電壓偏移曲線Fig.3Nodevoltageoffsetcurve表2系統(tǒng)模型性能指標對比Table2Comparisonofperformanceofoptimizedmodels系統(tǒng)網(wǎng)損/kW負荷均衡度電壓偏差23kV100.7890.6540.02312.66kV139.4410.6730.048兩個電壓等級206.1010.6360.015表3算法性能對比Table3Comparisonofalgorithmperformance算法最優(yōu)解(網(wǎng)損代表)/kW平均迭代次數(shù)平均耗時/s傳統(tǒng)布谷鳥262.3334191遺傳算法238.375573本文算法206.102569圖4算法迭代曲線Fig.4Algorithmiterationcurve由表3和圖4可見，傳統(tǒng)布谷鳥算法與遺傳算法均陷入局部最優(yōu)，未能找到全局最優(yōu)解，而本文算法能夠兼顧全局尋優(yōu)和局部尋優(yōu)能力，收斂速度更快，平均迭代在25次左右，耗時更短，比傳統(tǒng)布谷鳥算法速度提升了64%。因此，本文算法具有更高的準確性與高效性。5結(jié)論本文在傳統(tǒng)單電壓等級系統(tǒng)配電網(wǎng)重構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其拓展到兩電壓等級系統(tǒng)，同時引入不同電壓等級間的協(xié)調(diào)性約束指標以加強各電壓等級之間的協(xié)調(diào)性與聯(lián)動性。在求解算法中，采用全局尋優(yōu)能力極強的布谷鳥搜索算法，并引入模擬退火算法增強其局部尋優(yōu)能力，以同時提高算法全局和局部尋優(yōu)能力。本文所提出的兩電壓等級配電網(wǎng)重構(gòu)模型能夠有效減小有功損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時增強各電壓等級間的協(xié)調(diào)性，提高了電力系統(tǒng)整體資源的優(yōu)化配置。此外，本文所提出的方法在配電網(wǎng)重構(gòu)求解中具有更高的準確性與效率，并且還可以直接推廣應(yīng)用于跨電壓等級的配電網(wǎng)重構(gòu)。參考文獻[1]NAIKSG,RAVIV,ARSHIYAR.ProgrammableprotectivedeviceforLVdistribu

【參考文獻】：
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