智能化配电网故障定位与恢复重构研究

论文摘要

配电网是电力系统面向用户的最后一个环节,随着电力系统的不断发展,配电自动化已成为电力系统的重要部分。而配电网故障定位及恢复重构作为配电自动化系统的核心功能,其目的是配电网故障后迅速对故障区域定位、隔离,并尽快恢复非故障区域的供电。本文着重探讨了配电网故障定位和恢复重构相关算法。拓扑描述是配电网分析的基础,配电网的故障定位及网络重构均离不开配电网的拓扑结构。目前大多数配电网故障定位的矩阵算法,均以各节点为研究对象。这些算法中,首先进行网络矩阵描述,利用得到的描述矩阵进行故障定位运算,这样运算规模庞大,过程复杂,并且难以解决馈线末端故障问题。本文对配电网进行分块处理,将网络分解为只含耦合点的区域和不含耦合的区段。在此基础上提出了基于配电网拓扑结构分块的故障定位算法,首先对配电网进行分块描述,然后利用各分块配电网的顶点故障信息确定故障所在分块,最后利用该分块内各节点的故障信息就能确定故障所发生的具体馈线。该算法无需对网络每个节点进行搜索判定,并且同样适用于馈线末端故障问题,简化了故障定位的计算量,提升了算法的实时性。配电网发生故障后,需要利用恢复重构来实现对非故障区域的恢复供电。配电网重构的目标很多,本文采用配电网网损最小为优化目标。考虑到恢复重构对实时性的要求,在支路算法的基础上,通过合理的是参数简化,提出了基于电压降的配电网故障恢复重构。算法具有计算量小,重构效率高的特点,最后通过典型的实例验证了算法的准确性,为该算法的工程实用化提供了保证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 配电系统综述
• 1.2.1 我国配电网现状及存在的问题
• 1.2.2 配电自动化
• 1.3 本文主要的研究内容
• 第2章 配电网故障定位及网络重构数学模型
• 2.1 电网拓扑描述
• 2.1.1 配电网拓扑结构特点
• 2.1.2 拓扑结构的要求
• 2.1.3 配电网无向图描述
• 2.1.4 配电网有向图描述
• 2.2 配电网拓扑分析方法
• 2.2.1 矩阵法
• 2.2.2 树搜索法
• 2.3 配电网重构的数学模型
• 2.3.1 以降低网损为目标
• 2.3.2 以提高电压稳定性为目标
• 2.3.3 以均衡网络负荷为目标
• 2.4 本章小结
• 第3章 配电网故障定位矩阵算法
• 3.1 问题的提出
• 3.2 故障定位矩阵算法分析
• 3.2.1 基于网基结构的矩阵算法
• 3.2.2 基于网形结构的矩阵算法
• 3.3 基于配电网拓扑结构分块的故障定位
• 3.3.1 配电网拓扑结构分块描述
• 3.3.2 算法基本原理
• 3.3.3 网络描述矩阵
• 3.3.4 判定原理及步骤
• 3.3.5 算例分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 配电网故障恢复重构
• 4.1 配电网重构主要算法
• 4.1.1 数学优化算法
• 4.1.2 最优流模式算法
• 4.1.3 支路交换法
• 4.1.4 遗传算法
• 4.1.5 模拟退火算法
• 4.1.6 人工神经网络算法
• 4.2 单环网重构的启发式规则
• 4.3 基于电压降的配电网恢复重构
• 4.3.1 算法原理
• 4.3.2 网络恢复重构的主要计算步骤
• 4.3.3 算例分析
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文