配电网潮流计算及重构算法的研究

本论文研究配电网络潮流计算、大规模配电网络重构以及配电网络的动态重构等问题。论文共分六章。第一章对本课题的研究意义及国内外在配电网潮流计算和重构算法的研究现状进行了综述、概括和分析。第二章建立了配电网络各种元件的三相数学模型,这是三相潮流计算的基础。第三章研究了配电网络的三相潮流计算问题,在第二章的基础上对辐射状配电网络的三相潮流计算进行了扩展,使之能够处理各种负荷模型和变压器模型;同时本章还提出了一种基于叠加原理的少环配电网的三相潮流计算方法。第四章研究大规模配电网络的重构问题,提出了一种基于最小树和开关交换方法的重构算法。第五章研究配电网络的动态重构问题,提出了一种利用动态规划方法进行动态重构的方法。第六章对本文的工作进行了总结。 电力系统元件的数学模型是所有分析计算的基础,因此本论文首先根据配电网络的结构特点,在参阅相关文献的基础上建立了配电网各种元件的相域模型,对配电馈线、配用变压器、电容器、发电机等元件全部采用三相模型。 配电网潮流计算用于配电网运行和规划的许多应用中,一些诸如网络重构、供电恢复以及电容器配置等优化问题都要求进行几百次甚至上千次的潮流计算,因此开发快速可靠的配电网络潮流计算方法显得尤为重要。在配电网络元件详细三相模型的基础上,本文对辐射状配电网络的前推回推潮流计算算法进行了扩展,使之能够处理各种类型(恒功率、恒电流和恒阻抗)和各种接线方式(星型和三角形)的负荷,同时能够处理变压器的三相模型。对于具有少环结构的配电网络,本文提出了基于叠加原理的少环配电网络三相潮流计算方法。该方法首先将少环配电网络利用叠加原理分解为两个网络:一是不含环状结构的纯辐射状网络;二是不含辐射状结构的纯环状网络。然后两个网络分别求解三相潮流,并将两个网络的计算结果叠加并迭代求解,最终求出整个网络的三相潮流。本文利用33节点系统进行了验算,并给出了计算结果;同时利用33节点系统、67节点系统、123节点系统、145节点系统、292节点系统和961节点系统进行了性能测试。结果表明,所提出的算法具有良好的收敛特性,能够有效地节约内存,具有很高的效率,能够适应大规模配电网络潮流计算的需要。 配电网络重构是一个多目标非线性混合优化问题,国内外发表了大量的文献。本