配电网优化规划的研究与应用

论文摘要

随着电力系统的不断发展和电力市场的逐步建立,配电网络的薄弱环节越来越突出,集中反映在配电网络结构不合理、配网故障后的恢复和处理、配网负荷转供等问题。配电网络改造和配电自动化的设计实现是解决上述问题的重要途径。人工鱼群算法是一种新型的群智能随机优化算法,具有较强的鲁棒性、优良的分布式计算机制、易于和其他方法结合等优点。针对人工鱼群算法的不足,本文采用自适应变异算子与改进模拟退火算法对基本人工鱼群算法进行改进,对测试函数进行仿真实验,结果表明该算法不仅保持了人工鱼群算法简单、易实现的特点,而且提高了算法的运行效率和求解质量。为了解决配电网架规划的多约束复杂优化组合问题,本文采用了基于改进人工鱼群算法的配电网架优化的方法。该方法根据中压配电网架规划要求,以改进人工鱼群算法寻优框架为基础,满足配电网的辐射性约束,以年费用最小为目标函数建立配电网架规划的数学模型,以可能建设的所有线路为优化变量初始化人工鱼群,保证了寻优过程中多数的解方案可进行配网潮流计算。针对常规配电网架规划的数学模型,采用10节点的中压配电网规划算例进行实验分析;针对考虑可靠性指标的配电网架规划的数学模型,采用西北某城市配电网架规划算例数据进行实验分析,并运用Visual C++6.0开发配电网架优化规划程序,计算结果表明:该算法能快速获得规划问题的最优解,且具有很强的全局搜索能力,对于配电网架规划问题是可行、有效。结合敦煌市城区配电网改造项目,本文应用基于改进人工鱼群算法的常规配电网架规划方法,对敦煌市城区配电网架结构进行改造,并配合配电自动化设计方案,采用配网故障区域的隔离与恢复,实现了配电网络智能化,提高了负荷的转供速度,减少了停电周期及停电范围,提高经济效益及社会效益,使配电网真正实现了安全、灵活、可靠的目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 配电网架规划的研究现状
• 1.3 国内外配电自动化研究现状
• 1.3.1 国外配电自动化研究现状
• 1.3.2 国内配电自动化研究现状
• 1.4 本文研究工作及论文安排
• 1.4.1 本文研究工作
• 1.4.2 论文安排
• 2 改进人工鱼群算法及其算例实验
• 2.1 人工鱼群算法
• 2.1.1 人工鱼模型
• 2.1.2 人工鱼模型的相关定义
• 2.1.3 行为描述
• 2.1.4 算法描述
• 2.1.5 基本人工鱼群算法流程图
• 2.2 自适应变异算子的人工鱼群算法
• 2.2.1 自适应变异算子
• 2.3 改进的模拟退火算法
• 2.4 基于自适应变异算子和改进模拟退火算法的人工鱼群算法
• 2.5 算法性能分析
• 2.5.1 测试函数1
• 2.5.2 测试函数2
• 2.5.3 测试函数3
• 2.6 本章小结
• 3 常规配电网架优化规划
• 3.1 常规配电网架规划的数学模型
• 3.1.1 目标函数
• 3.1.2 约束条件
• 3.2 前推回代法的潮流计算
• 3.3 基于改进人工鱼群算法的配电网架规划
• 3.4 算例分析
• 3.5 本章小结
• 4 考虑可靠性指标的配电网架规划
• 4.1 引言
• 4.2 考虑可靠性指标的配电网架规划模型
• 4.2.1 目标函数
• 4.2.2 约束条件
• 4.3 算例分析
• 4.4 本章小结
• 5 配电网架优化研究在敦煌市配电网项目中的应用
• 5.1 敦煌城区配电网概况
• 5.2 敦煌配电网架优化
• 5.2.1 10 KV 线路优化
• 5.3 系统总体结构
• 5.3.1 电网优化原则
• 5.3.2 配电自动化系统结构
• 5.4 配调主站系统
• 5.4.1 主站系统概述
• 5.4.2 配调主站网络系统结构
• 5.4.3 主要应用软件模块
• 5.4.4 主站系统功能
• 5.5 配电地理信息系统
• 5.6 馈线自动化
• 5.6.1 故障隔离
• 5.6.3 非故障恢复
• 5.7 配电通信系统
• 5.8 本章小结
• 6 结论
• 6.1 论文总结
• 6.2 下一步展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录