配電網(wǎng)優(yōu)化論文

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書一、設(shè)計題目：1、題目名稱 城市配電網(wǎng)優(yōu)化 2、題目來源 現(xiàn)場 二、設(shè)計（任務(wù)書）內(nèi)容（1） 學習掌握配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論（2） 學習并掌握配電網(wǎng)潮流計算的基本理論（3） 學習并掌握一門編程語言的編程方法與技巧（4） 完成中低壓配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件實現(xiàn)（5） 完成5000漢字的與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的英文資料的翻譯三、設(shè)計的主要技術(shù)指標（6） 根據(jù)我國配電網(wǎng)存在的主要問題，建立適合的優(yōu)化目標函數(shù)（7） 針對配電網(wǎng)潮流計算的特殊性，選取合適的潮流計算方法（8） 軟件應(yīng)達到的要求：a. 潮流計算程序要滿足一定的速度要求b. 優(yōu)化程序要滿足一定的速度要求（4）軟件應(yīng)達到的功能：a. 軟件

2、要有可視的人機界面，可根據(jù)不同的要求，適當改變優(yōu)化參數(shù)b. 可考慮一條或多條支路接入的情況下的優(yōu)化計算（5） 優(yōu)化結(jié)果需滿足實際運行要求四、設(shè)計的基本要求（1） 能用一種編程語言熟練編程（2） 掌握配電網(wǎng)優(yōu)化的軟件設(shè)計（3） 完成畢業(yè)論文一份（4） 完成與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的英文資料的翻譯五、進度要求 基于窮舉法的配電網(wǎng)優(yōu)化 摘要 本文主要論述了配電網(wǎng)優(yōu)化的意義，并分析了我國城市配電網(wǎng)存在的一些問題，對配電網(wǎng)目標函數(shù)的建立，約束條件和窮舉算法的基本理論進行了分析，然后闡述了配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論、配電網(wǎng)重構(gòu)的基本理論，在此基礎(chǔ)上，采用以降低網(wǎng)損為目標的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學模型，構(gòu)造了一個基于等效簡化的網(wǎng)

3、絡(luò)拓撲的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，將其網(wǎng)絡(luò)拓撲等效簡化為線損最小的配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，達到網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的目的。最后，以MATLAB窮舉算法工具箱和MATPOWER4.1為軟件基礎(chǔ)編寫了配電網(wǎng)優(yōu)化計算程序。關(guān)鍵字：配電網(wǎng)優(yōu)化；窮舉算法；配電網(wǎng)重構(gòu)；降低網(wǎng)損 Abstract This article discusses the significance of the distribution network optimization and analysis of some of the problems of urban distribution network exists to establish the

4、distribution network of the objective function, constraints and exhaustive algorithm analyzes the basic theory, and then elaborated with the basic theory of the grid optimization with the basic theory of network reconfiguration, on this basis, the use of mathematical models in order to reduce the ne

5、t loss for the target distribution network reconfiguration, construct a network topology based on a simplified equivalent distribution electricity network reconfiguration, simplify its network topology is equivalent to the minimum line loss distribution network topology, network reconfiguration to a

6、chieve the purpose. Finally, exhaustive algorithm MATLAB toolbox and MATPOWER4.1 prepared on the basis of software distribution network optimization program.Keywords: distribution network optimization;exhaustive algorithm;distribution network reconfiguration;reduce network losses 目錄第一章 概述11.1本文研究的目的

7、和意義11.2城市配電網(wǎng)中存在的問題21.3國內(nèi)外配電網(wǎng)現(xiàn)狀21.4 本文的主要工作3第二章 配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論52.1城市配電網(wǎng)規(guī)劃的重要性52.2當前城市配電網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題52.4相關(guān)技術(shù)原則62.5 配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計目標及思路72.5.1配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計目標72.5.2配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計思路72.6 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本理論7第三章 配電網(wǎng)優(yōu)化研究103.1 目標函數(shù)的建立103.1.1 系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小103.1.2 約束條件113.2 配電網(wǎng)的潮流計算方法113.3 配電網(wǎng)優(yōu)化常用算法123.3.1 最優(yōu)流模式算法133.3.2 支路交換算法133.3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)優(yōu)化143.4

8、窮舉法基本理論143.4.1窮舉法的特點14第四章 算例分析164.1 算例簡介164.2 結(jié)果分析18參考文獻20致謝21附錄：224 第一章 概述1.1本文研究的目的和意義 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活的提高，社會對電力需求逐年提高，對城市配電網(wǎng)也提出了更高的要求。和其他電力系統(tǒng)相比，配電網(wǎng)有其自身的特點，配電系統(tǒng)的特點如下：（1）配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按閉環(huán)設(shè)計但輻射狀運行，網(wǎng)絡(luò)線路參數(shù) R/X 比值較大。（2）配電系統(tǒng)裝置沿饋線長度分布，除供方設(shè)備外，還接有大量極為分散。（3）配電系統(tǒng)直接與用戶相聯(lián)系，對供電質(zhì)量與可靠性有著特殊的要求。（4）配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中占有相當大的比例，對配電網(wǎng)

9、運行管理的經(jīng)濟性也提出了越來越高的要求。（5）配電系統(tǒng)上述特點的存在，使得對其分析不能完全遵循應(yīng)用于發(fā)電、輸電系統(tǒng)的方法。人們要求對配電網(wǎng)進行在線與離線的智能化管理，使其處于安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和高效的運行狀態(tài)。配電網(wǎng)優(yōu)化就是在這種背景下應(yīng)運而生。配電網(wǎng)優(yōu)化的意義： (1)城市配電網(wǎng)的優(yōu)化有利于提高供電系統(tǒng)運行效率，降低系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗。從理論上說配電網(wǎng)都是按照滿足峰值負荷的要求來進行設(shè)計的，但是在實際中，每條饋線負荷的類型都不同，一般可以分為民用類、商業(yè)類和工業(yè)類。這些負荷的負荷曲線不同和峰值負荷時間的不同，導致在實際中配電網(wǎng)的負荷分布不均勻，降低了整個供電線路和設(shè)備的利用率，同時還會增加線路損耗。

10、而通過配電網(wǎng)優(yōu)化，將較重的負載轉(zhuǎn)移到負載較輕的饋線上，調(diào)節(jié)運行饋線的負荷水平，降低網(wǎng)損。(2) 提高供電系統(tǒng)的安全性和整個電網(wǎng)的運行效益。城市中先行的網(wǎng)格狀配電網(wǎng)的運行方式十分靈活，因此如果只是依靠電力人員的經(jīng)驗來調(diào)度和管理配電網(wǎng)、實現(xiàn)優(yōu)化控制是十分困難的。因而這就需要發(fā)展配電網(wǎng)優(yōu)化控制算法并開發(fā)相關(guān)的智能軟件，幫助電力企業(yè)更科學、更及時的做出調(diào)度決策，確保整個配電網(wǎng)可靠性并降低運行費用，提高運行效益。 (3)提高供電可靠性。在城市配電網(wǎng)故障時有發(fā)生，利用配電網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計，一旦有配電網(wǎng)故障發(fā)生，可以準確的判斷出故障區(qū)域并恰當?shù)乜刂葡鄳?yīng)的開關(guān)隔離故障區(qū)域。并通過優(yōu)化控制策略可以快速的恢復故障區(qū)域

11、的供電，從而保證城市用電的可靠性。1.2城市配電網(wǎng)中存在的問題(1)配電網(wǎng)不適應(yīng)城市發(fā)展的需要。隨著城市化的發(fā)展和城市人口的增多，很多原本的郊區(qū)的農(nóng)村逐漸成為了城區(qū)的工業(yè)中心、商業(yè)中心和行政中心，但是卻沒有形成相應(yīng)的區(qū)域正常配電網(wǎng)，沿用的依舊是原本的農(nóng)網(wǎng)線路。其線路老化、導線截面小，處于滿負荷運行狀態(tài)，不能滿足用戶的用電要求，且在一定程度制約了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。(2)供電網(wǎng)路結(jié)構(gòu)不合理。長期以來城市配電網(wǎng)的供電方式采用的都是輻射式，線路間相互聯(lián)絡(luò)切換負荷能力較差，影響了供電可靠性。并且有部分的供電線路采取的還是單電源放射式供電，沒有形成環(huán)網(wǎng)供電，達不到“N-1"準則。(3)配電設(shè)備老化

12、。在城市配電網(wǎng)中，有的配電線路自落閘、高低壓刀閘由于使用的時間過長，附件老化，操作時容易出現(xiàn)故障。而有些柱上開關(guān)和環(huán)網(wǎng)柜及中壓電纜分支箱的功能簡單、設(shè)備老化，不能承擔供迅速增長的供電負荷及較為復雜的網(wǎng)絡(luò)配電喜用運行的需要。(4)配電線路設(shè)計不合理。在城市有部分線路呈現(xiàn)出交叉供電、遷回供電的情況，降低了供電的效益;部分線路的供電半徑大、負荷重，導致線路末端部分用戶的電壓偏低，特備對于工業(yè)用電用戶，由于電壓過低，會影響其設(shè)備運行，影響其生產(chǎn)經(jīng)營。1.3國內(nèi)外配電網(wǎng)現(xiàn)狀城市中壓配電網(wǎng)處于電網(wǎng)末端，擔負著給終端用戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)電能的重要職責。長期的缺電困擾曾導致電力建設(shè)一度出現(xiàn)“重發(fā)，輕供，不

13、管用”的偏向，并致使配電網(wǎng)長期缺乏合理規(guī)劃，基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對提高城市配電網(wǎng)的供電可靠性和電能質(zhì)量也提出了更高的要求，因此深入開展城市配電網(wǎng)的研究將具有重要的現(xiàn)實意義和必要性。 目前，國內(nèi)中壓配電網(wǎng)雖然己具有較多的接線模式，但基本上仍以放射狀或基于開環(huán)運行的分區(qū)供電方式為主。這些供電方式雖然在結(jié)構(gòu)上能夠滿足N-1的安全運行要求，但故障時仍然無法保證重要用戶的不間斷供電。此外，中壓配電網(wǎng)還存在線路負載率過高、變電站間隔利用率低、供電可靠性不足等問題。針對這些問題，國外發(fā)達國家正著手利用標準化配電網(wǎng)模型構(gòu)建中壓配電網(wǎng)加以解決，以提高配電網(wǎng)的供電可靠性和供電質(zhì)量。其中，以新加坡

14、的“梅花瓣”和巴黎的“手拉手”環(huán)型供電模型最具代表性。 新加坡的“梅花瓣”狀配電網(wǎng)供電模型見文獻【1】其描述了單個變電站左右2個花瓣形狀網(wǎng)絡(luò)，即變電站每兩回22 kV饋線經(jīng)開閉所“手拉手”連接構(gòu)成一個梅花瓣式環(huán)網(wǎng)。不同變電站的每兩個花瓣形環(huán)網(wǎng)中間又相互連接，形成花瓣相切形狀。故可利用各變電站內(nèi)的母線聯(lián)絡(luò)實現(xiàn)基于花瓣狀環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的分區(qū)供電也可利用變電站間和變電站內(nèi)的母線聯(lián)絡(luò)，實現(xiàn)基于多個花瓣狀環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的大范圍負供電。正常運行時，花瓣間聯(lián)絡(luò)部分開斷運行，站內(nèi)聯(lián)絡(luò)部分閉環(huán)運行，重要負荷通常設(shè)置在花瓣間的聯(lián)絡(luò)處。這種供電模型運行方式靈活、具有良好的擴展性，通過來自不同電源的環(huán)型母線及其之間的互饋線，可實

15、現(xiàn)電源的相互備用，以提高供電可靠性。相比于國內(nèi)主要中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)簡明統(tǒng)一、故障恢復時間快、負荷轉(zhuǎn)供靈活、供電可靠性高等特點。 巴黎城市電網(wǎng)具有鮮明的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通過36座225/20kV變電站的“手拉手”聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成內(nèi)環(huán)、中環(huán)和外環(huán)3層環(huán)型結(jié)構(gòu)。3個環(huán)型配電網(wǎng)分別負責向各自環(huán)狀區(qū)域的負荷供電。當環(huán)狀區(qū)域負荷增加時，可通過將環(huán)狀區(qū)域一分為二，并配置新的“手拉手”式供電變電站，為新增環(huán)狀子區(qū)域供電，以此來靈活應(yīng)對既有分區(qū)內(nèi)的負荷增加問題，具有良好的擴展性。單環(huán)上部分“手拉手”式變電站的電氣連接原理見文獻【2】。其中，各變電站通過20 kV饋線電纜經(jīng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)與相鄰變電站的20 kV饋線電纜形

16、成“手拉手”連接。如圖所示，當饋線電纜各聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合時，環(huán)上各變壓器將形成“手拉手”連接，20 kV饋線電纜可從多端受電;當聯(lián)絡(luò)開關(guān)開斷時，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)處于解環(huán)運行方式，各20 kV饋線電纜僅從一端受電。該環(huán)型網(wǎng)絡(luò)與新加坡的“梅花瓣”供電模型類似，可通過饋線電纜的聯(lián)絡(luò)開關(guān)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)合環(huán)和解環(huán)運行狀態(tài)的調(diào)整。 目前，我國城市配電網(wǎng)的發(fā)展還存在一些普遍性問題，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱；電力設(shè)備陳舊、事故率高、線路過載、可靠性差、電壓質(zhì)量低等。具體可歸納為以下幾點：1、配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱長期以來，配電網(wǎng)發(fā)展處于一種無序狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極不合理，突出表現(xiàn)在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，主次網(wǎng)架不清晰，多分段多互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連結(jié)未形成。近

17、年來，配電網(wǎng)負荷增長迅速。居民生活用電量增長了33%給城鄉(xiāng)配電網(wǎng)帶來了很大的壓力，相當多的一些設(shè)備因為過負荷而發(fā)生故障，用戶電壓不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)損耗過大，故障發(fā)生頻繁等問題。2、城市配電網(wǎng)技術(shù)落后，網(wǎng)絡(luò)自動化水平低 目前，我國配電網(wǎng)自動化技術(shù)水平普遍較低，雖然近年來也引進和開發(fā)了一些新的技術(shù)，同國外相比差距仍很大。配電網(wǎng)設(shè)備落后陳舊，安全性差，能耗大，故障頻繁。同時，網(wǎng)絡(luò)自動化水平低，在城市電網(wǎng)中，中壓配電網(wǎng)的自動化是一塊空白。目前，城市配電網(wǎng)自動化剛剛起步，城市中壓配電網(wǎng)自動化處于初始階段，與國外相比落后較大。3、線路損耗率較高，電壓合格率普遍較低 目前，配電網(wǎng)普遍存在線損較高的問題。我國輸配電

18、線路的線路損耗率在10%以上，農(nóng)村電網(wǎng)的線損率高達20%以上。同時，電壓合格率也普遍較低。根據(jù)統(tǒng)計，我國10kv（6kv）的配電網(wǎng)功率因數(shù)在0.65-0.8，低壓農(nóng)網(wǎng)在0.6-0.7，這些主要與城市配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、原建設(shè)標準低以及負荷發(fā)展的特點有關(guān)。早期建設(shè)的配網(wǎng)線路已經(jīng)不適合當前的城市發(fā)展需要和電力體制改革的要求。4、電網(wǎng)供電可靠性低，電網(wǎng)規(guī)劃不科學 據(jù) 2009年對我國286座城市統(tǒng)計，中壓配電網(wǎng)的平均供電可靠性為99.887%。而1998年，英國的供電可靠性己達99.988%，美國達99.984%，法國達99.991%，日本東京電力公司達99.999%。我國的配電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計，主要是由規(guī)劃人

19、員依據(jù)個人經(jīng)驗和局部計算來進行，在有限的條件下解決負荷增加、線路過載、電壓偏低等不斷出現(xiàn)的新問題。對于規(guī)模日益擴大的配電網(wǎng)，這種規(guī)劃方法將越來越難以進行配電網(wǎng)的合理建設(shè)和經(jīng)濟運行。1.4 本文的主要工作本文主要論述了配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論及其研究意義，主要內(nèi)容如下： （1）對配電網(wǎng)為什么要進行優(yōu)化、配電網(wǎng)優(yōu)化的意義、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的算法的類型、比較和使用以及Matlab的一些數(shù)學運算和M文件的編程進行詳細的了解。 （2）建立以線路損耗最小為目標函數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學模型，并確定了相應(yīng)的約束條件。 （3）依據(jù)數(shù)據(jù)使用Matpower進行潮流計算，用Matlab的M文件編程； （4）通過

20、對各種算法的比較，確定采用窮舉算法作為本文研究的算法。同時本文結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)特征和窮舉算法特點具體探討了如何實現(xiàn)窮舉算法的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，基于配電網(wǎng)絡(luò)拓撲的改進方法，提高了算法的收斂速度和收斂性。以河西地區(qū)配電網(wǎng)為例，編寫了配電網(wǎng)優(yōu)化計算程序，通過優(yōu)化結(jié)果對比表明，本文所提出的相關(guān)理論算法的可行性，并取得了一定的實際意義。（5） 以河西地區(qū)配電網(wǎng)為例，編寫了配電網(wǎng)優(yōu)化計算程序，通過優(yōu)化結(jié)果對比表明，本文所提出的相關(guān)理論算法的可行性，并取得了一定的實際意義。 第二章 配電網(wǎng)優(yōu)化的基本理論 2.1城市配電網(wǎng)規(guī)劃的重要性 (1)電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)周期較長，建成后短期內(nèi)一般不會有大的變動。城市配電網(wǎng)在

21、城市的發(fā)展過程中，由于負荷發(fā)展的不確定性，城市配電網(wǎng)規(guī)劃的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需根據(jù)負荷發(fā)展情況進行相應(yīng)的調(diào)整和改變。因此，城市配電網(wǎng)規(guī)劃的調(diào)整或更新周期要比高壓輸電網(wǎng)規(guī)劃復雜和頻繁。 (2)城市配電網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，與城市的發(fā)展有著非常密切的關(guān)系。城市配電網(wǎng)規(guī)劃是城市發(fā)展規(guī)劃的重要部分，城市的配電網(wǎng)必須和城市建設(shè)緊密配合，同時實施，并要有超前的意識并且與城市景觀協(xié)調(diào)。我們需科學地制定城市配電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，滿足城市長遠發(fā)展的用電需求，是一項非常重要的戰(zhàn)略任務(wù)。 (3)城市配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備量大而廣，為了解決供電瓶頸的問題，只是憑著經(jīng)驗處理過負荷的線路是不夠的，只有從城市配電網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)總體上優(yōu)化

22、配置，提高城市配電網(wǎng)的供電能力，才能夠發(fā)揮出最大的經(jīng)濟效益和社會效益。2.2當前城市配電網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題 城市配電網(wǎng)的規(guī)劃一直以來都得不到重視，電網(wǎng)規(guī)劃對電網(wǎng)建設(shè)的指導作用也不是很大，以致于我國城市特別是中小城市的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)雜亂無序、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理、網(wǎng)架薄弱、可靠性較低、供電質(zhì)量較差，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面: (1)供電能力不能滿足負荷增長需求。主要原因為配電設(shè)備老化，變電站的容量不足，電源布點少; (2)供電電壓低。導線的線徑較小，線路長，導致配電線路電壓損失大，在迎峰度夏、迎峰度冬時更為突出; (3)供電可靠性低。城市內(nèi)由于電源點分布少，造成線路供電半徑過長，運行方式缺少靈活性，無法

23、滿足N- 1準則的要求:中壓配電網(wǎng)仍然以單電源、單輻射為主，可以環(huán)網(wǎng)手拉手的線路極少，并且由于線路負載率大，不滿足環(huán)網(wǎng)條件，不滿足N-1要求，不能實現(xiàn)架空線路單側(cè)電源多分段多聯(lián)絡(luò)或雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)的典型接線方式，不能通過敷設(shè)電纜線路實現(xiàn)電纜單側(cè)電源雙射、雙側(cè)電源單環(huán)、雙側(cè)電源雙環(huán)、雙側(cè)電源雙射的典型接線方式; (4)用戶端無功補償不足。導致線路電能抵足損耗大，電壓低，同時也導致輸變電設(shè)備供電能力下降;(5) 在規(guī)劃以及實施上配電網(wǎng)自動化水平整體較低，無法適應(yīng)現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展。實現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動化目標基礎(chǔ)薄弱，需要逐步對環(huán)網(wǎng)柜、柱上分段開關(guān)、配電變壓器進行技術(shù)改造，需要在對線路改造的同時完

24、善通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，提高配電網(wǎng)供電可靠性和配網(wǎng)運行管理水平。2.3配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)原則在保證可靠性的原則下，配電網(wǎng)絡(luò)接線力求簡單，采用環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行的結(jié)構(gòu)，沒有條件的線路、郊區(qū)線路可以為放射形，中壓配電網(wǎng)絡(luò)供電閉半徑應(yīng)控制在3km以內(nèi)，中心區(qū)不超過2km，低壓網(wǎng)絡(luò)供電閉半徑應(yīng)控制在0.4km以內(nèi)，中心區(qū)不超過0.2km。配電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)逐步滿足“N1”安全準則。2.4相關(guān)技術(shù)原則 (1)導線選型新建配電線路應(yīng)使用絕緣導線，對裸導線線路應(yīng)逐步進行絕緣化改造，對個別地方如城市中心繁華地區(qū)、重要交通廣場、市政有特殊要求、架空線路走廊受限制等地區(qū)可采用電力電纜。中壓導線截面的選擇應(yīng)考慮其與變電站、開閑所出

25、線、開關(guān)柜的載流量相匹配，架空主干線截面一般采用240，分支線截面不小于95，電纜主干線一般選用300，分支線截面不小于95。 (2)開關(guān)站、開閉所設(shè)計技術(shù)原則 為了合理利用變電站l0Kv、出線開關(guān)柜及地下通道的資源，減少相同路徑的電纜條數(shù)或解決變電站l 0Kv出線及線路走廊不足的問題，一般應(yīng)相應(yīng)建設(shè)一定數(shù)量的開閉所(負荷具有較大發(fā)展?jié)摿r可考慮建設(shè)開關(guān)站)，大型住宅區(qū)一般應(yīng)相應(yīng)建設(shè)相應(yīng)的開閉所。開關(guān)站、開閉所一般采用戶內(nèi)型，可結(jié)合配電站建設(shè)也可單獨建設(shè)。開關(guān)站、開閉所的結(jié)線應(yīng)力求簡化，一般采用單母分段，兩回進線，6-10回出線，開關(guān)站和開閉所應(yīng)按無人值守及配電白動化要求設(shè)計，有條件的情況下，

26、配電自動化及通訊、電源等設(shè)施應(yīng)同步建設(shè)。開關(guān)站進出線采用斷路器并配置微機型保護裝置，開閉所進出線采用負荷開關(guān)一熔斷器組合電器設(shè)備，當開閉所內(nèi)單臺變壓器容量在1000KVA以上的l 0Kv開關(guān)應(yīng)采用斷路器并配置定時限保護裝置。(3)配電站、配電室設(shè)計技術(shù)原則 在新建的住宅區(qū)，根據(jù)負荷發(fā)展水平或住宅小區(qū)的建筑規(guī)劃面積累計10000-20000mm2應(yīng)建一座配電站，配電站應(yīng)靠近負荷中心，宜采用高壓供電到樓的方式。大型住宅小區(qū)應(yīng)建設(shè)開閉所向若干個配電站供電。室內(nèi)一般裝兩臺變壓器，變壓器單臺容量不宜超過630kVA，其變壓器間應(yīng)按最終容量設(shè)計，建設(shè)初期按照設(shè)計負荷選裝變壓器;配電變壓器宜選用Dynll結(jié)

27、線方式，低壓為單母線分段帶聯(lián)絡(luò)，低壓母線應(yīng)絕緣化。 (4)配電網(wǎng)自動化設(shè)計基本原則 資源利用、信息共享的原則。 可擴充原則;上層應(yīng)是一個開放式平臺，終端應(yīng)是一個積木式結(jié)構(gòu)。 可靠性原則;軟、硬件都要相對成熟、穩(wěn)定、可靠。 安全性原則;實時、管理、網(wǎng)際間要有安全保護措施和防病毒措施。 可維護性原則。 簡化原則;在不影響功能需求的前提下，一、二次設(shè)備應(yīng)盡量簡化，以減少投資，提高可靠性。 信息就地處理的原則。因地、因網(wǎng)制宜的原則。2.5 配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計目標及思路2.5.1配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計目標 為加快城市配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)讓建設(shè)與改造的步伐，為城市經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提供可靠、優(yōu)質(zhì)的電能。通過規(guī)劃建設(shè)與改造使城

28、市的配電網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)社會發(fā)展和人民生活對電力供應(yīng)的需求，配網(wǎng)各項綜合指標達到國電公司一流供電企業(yè)標準，部分指標達到或接近國際流供電企業(yè)水平。2.5.2配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計思路 配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃要做到遠近結(jié)合、統(tǒng)籌兼顧、合理安排、綜合治理。充分分析配電網(wǎng)的現(xiàn)狀水平，結(jié)合本市區(qū)的發(fā)展特點進行配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計與改造工作。著重從以下幾個方面進行規(guī)劃與改造: 1)合理調(diào)整變電站負荷分配，滿足電力負荷增長需要:變電站容載分布不均，不同的變電站負荷水平有很大差別。要合理的劃分各變電站的供電區(qū)域和合理安排變電站的增容、新建時間，使每個變電站的負荷趨于平均，發(fā)揮各變電站的最大效益。2)合理建設(shè)、改造配電網(wǎng)，滿足配網(wǎng)自動化要求:

29、配網(wǎng)規(guī)劃需改善當前城市配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，增強配電線路環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)供能力，提高配電網(wǎng)“手拉手”供電水平。3)新建的開閉所、配電站應(yīng)積極采用按環(huán)網(wǎng)接線設(shè)計、實施，開環(huán)運行。在配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和改造中，積極地推廣應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料。在改造舊設(shè)備的同時，也應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，做到技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，運行靈活，安全可靠。同時加快配網(wǎng)自動化的建設(shè)步伐，逐步實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)運行操作的現(xiàn)代化。2.6 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本理論 配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)作為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、降低線損的一項重要手段,受到廣大研究職員的重視。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)包括城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)的重構(gòu)。城市電網(wǎng)的特點是大量使用地下電纜,具有環(huán)形結(jié)構(gòu)而通常以輻射

30、形運行,具有相對較高的可靠性,通常以網(wǎng)損最小為目標進行配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。農(nóng)村用電量相對較小,對供電可靠性要求也相對不高,農(nóng)村電網(wǎng)中主要使用排擠線,最初系統(tǒng)是按照輻射形設(shè)計,后來,不斷增加分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)目,以進步系統(tǒng)的可靠性為目標進行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。一、線路損耗的基本理論線路損耗是影響配電系統(tǒng)經(jīng)濟運行的重要因素。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,用電負荷的不斷增加,線路損耗的題目越來越突出,極大地影響了供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此,研究配電系統(tǒng)中降低線路損耗的方法越來越受到普遍的關(guān)注和重視。配電網(wǎng)具有閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行的特點,配電線路中存在大量常閉的分段開關(guān)以及少量常開的聯(lián)絡(luò)開關(guān),這使得可以通過變換分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開

31、關(guān)的開合狀態(tài)來改變配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。理論上,存在一個最優(yōu)結(jié)構(gòu),使線路損耗達到最小。配網(wǎng)重構(gòu)的目的就是要尋求使線損最小的最優(yōu)結(jié)構(gòu),同時滿足實際運行約束。由于配網(wǎng)重構(gòu)能利用配電網(wǎng)絡(luò)自身的特點進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,不需要額外的硬件投資,在降低網(wǎng)損的同時還能夠平衡負荷和改善電壓質(zhì)量,因此是配電系統(tǒng)控制和運行的重要手段,也是配電治理系統(tǒng)(DMS)的重要內(nèi)容。從數(shù)學上來講,配網(wǎng)重構(gòu)屬于非線性組合優(yōu)化題目,隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大,采用傳統(tǒng)的數(shù)學規(guī)劃方法將產(chǎn)生“組合爆炸”題目。目前,求解配網(wǎng)重構(gòu)的方法主要有支路交換算法、最優(yōu)流模式算法以及SA、GA等智能化算法。支路交換算法和最優(yōu)流模式算法的計算精度較差,無法保證全局最優(yōu)性

32、。SA和GA算法具有很好的全局尋優(yōu)能力,但計算量很大。TS(Tabu Search)算法,即禁忌搜索算法,是一種擴展鄰域的啟發(fā)式搜索方法,也是人工智能在組合優(yōu)化算法中的一個成功應(yīng)用。它采取了有效的措施能以較大的概率跳出局部最優(yōu)點,因此具有很強的全局尋優(yōu)性能。二、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學模型從數(shù)學的角度來看,配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)屬于大規(guī)模非線性組合優(yōu)化題目。以網(wǎng)損最小為目標的配網(wǎng)重構(gòu)一般可表示為下面的最小優(yōu)化題目:1)潮流方程約束;2)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束,包括輻射狀和無網(wǎng)絡(luò)孤島;3)線路容量約束三、TS算法在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中的應(yīng)用TS(Tabu Search)算法是近年來受到普遍關(guān)注的一種高效率的現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法,

33、該算法由F.Glover于20世紀70年代末首先提出,并隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而成功的應(yīng)用于各個領(lǐng)域,解決了大量復雜的優(yōu)化題目。近幾年,該算法被引進電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域,如水火電聯(lián)合經(jīng)濟調(diào)度、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化以及輸電系統(tǒng)最優(yōu)規(guī)劃等,并取得了一定研究成果。TS算法的基本思想是利用一種靈活的“記憶技術(shù)”,對已經(jīng)進行的優(yōu)化過程進行記錄,用以指導下一步的搜索方向。為了避免搜索陷進局部最優(yōu),TS答應(yīng)將搜索朝著使目標函數(shù)退化最小的一個方向移動,重新開始搜索。該算法有三個最基本的要素:移動,Tabu表和開釋水平。1、移動TS算法的搜索過程是通過移動來實現(xiàn)的,因此移動是TS算法的基礎(chǔ)。移動的方式有很多種,例如單步移

34、動、交換移動和多點移動等,具體采用哪種移動因研究的題目而異。在搜索尋優(yōu)的過程中,TS選擇在約束條件下能使目標函數(shù)改進最大的一個移動,假如不存在這樣的移動,則退而選擇使目標函數(shù)退化最小的一個移動。1)單步移動2)交換移動交換移動由兩個單步移動組合實現(xiàn)對配網(wǎng)重構(gòu)題目而言,其物理意義為:合上開關(guān)i的同時打開開關(guān)j.2、Tabu表 Tabu表是TS算法的關(guān)鍵,也是其區(qū)別于其他算法的最明顯的特點。它用來存放已經(jīng)發(fā)生的移動的逆移動,只要是存在于Tabu表中的移動,在當前迭代過程中是禁止采用的。TS正是通過這種手段,有效地防止了在搜索過程中返回已經(jīng)訪問過的局部最優(yōu)點,為取得全局最優(yōu)解創(chuàng)造了良好的條件。Tab

35、u表的治理有多種方式,本文采用先進先出(FIFO)的隊列來進行治理。也就是說,假如當前解是通過閉合開關(guān)i同時打開開關(guān)j產(chǎn)生的,那么所有與打開開關(guān)i或者閉合開關(guān)j相關(guān)的移動都將存進Tabu表中。但是,隨著系統(tǒng)復雜程度的增加,k的取值范圍將很大。由于Tabu表需要存放多次迭代的信息,一方面Tabu表的長度將大大增加,每次更新Tabu表時需要移進和移出大量元素;另一方面Tabu表的搜索效率也大大降低。因此,Tabu表的長度對TS很關(guān)鍵,但如何確定其最優(yōu)值還是一個有待研究的題目。通常所遵循的原則是:Tabu表的長度隨研究題目規(guī)模的增大而增大。3、開釋水平 固然Tabu表是避免局部最優(yōu)的有效手段,但它也

36、可能阻止解的進一步優(yōu)化,這對尋優(yōu)過程顯然是不利的?！伴_釋水平”就是用來解決這一題目的。對于一個有價值的移動,就算它在Tabu表中,但只要達到了“開釋水平”,就可將其從Tabu表中開釋。本文采用的開釋水平為:當Tabu表中的一個移動作用于當前解,能夠產(chǎn)生到目前為止的最優(yōu)解,則以為該移動達到了“開釋水平”。4、配網(wǎng)重構(gòu)題目中TS算法的處理和其他算法一樣,用TS算法求解配網(wǎng)重構(gòu)題目的關(guān)鍵在于,如何將算法和所要研究的題目結(jié)合起來,進步算法的計算效率和計算精度。TS屬于隨機搜索算法,假如不考慮配網(wǎng)重構(gòu)題目自身的特點,尋優(yōu)過程中將產(chǎn)生大量不可行解,極大地影響了計算效率,例如產(chǎn)生的解不滿足輻射狀結(jié)構(gòu)或者出現(xiàn)

37、了網(wǎng)絡(luò)孤島。因此,有必要從配網(wǎng)重構(gòu)題目的特點出發(fā),對尋優(yōu)過程加以控制,避免不可行解的產(chǎn)生。本文采取如下措施:1)初始解取配網(wǎng)的原始結(jié)構(gòu);2)只采用交換移動,由于單步移動必然產(chǎn)生孤立節(jié)點;3)進行交換移動時,閉合一開關(guān)后,只能在所形成的環(huán)內(nèi)打開另一開關(guān)。通過以上三個措施,從初始解到各試驗解的產(chǎn)生都嚴格遵循配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)約束,因此,尋優(yōu)過程中產(chǎn)生的任何解在結(jié)構(gòu)上都是可行的,從而避免了對大量不可行解的判定和處理,節(jié)約了計算時間。TS作為一種新興的現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法,已被證實是求解復雜組合優(yōu)化題目的有效方法。本文介紹了TS算法的基本原理,并從配電系統(tǒng)自身的特點出發(fā),將TS算法應(yīng)用于求解配網(wǎng)重構(gòu)題目。通過

38、對TS移動的選擇和控制,有效地解決了尋優(yōu)過程中產(chǎn)生大量不可行解的題目,進步了計算效率。通過對實際算例進行計算表明,TS算法非常適適用于求解配網(wǎng)重構(gòu)題目。 第三章 配電網(wǎng)優(yōu)化研究 在配電系統(tǒng)中一般有2種類型的開關(guān)：聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題的主要任務(wù)就是確定配電網(wǎng)絡(luò)中哪些聯(lián)絡(luò)開關(guān)需要閉合，那些分段開關(guān)需要打開，以使最終的網(wǎng)絡(luò)具有用數(shù)學公式描述的目標函數(shù)最優(yōu)。3.1 目標函數(shù)的建立3.1.1 以可靠性最優(yōu)為目標函數(shù) 本文主要研究配電網(wǎng)的可靠性問題，故以可靠性為目標函數(shù)，配電系統(tǒng)可靠性指標很多，其主要指標包括用戶平均停電時間、供電可靠率、用戶平均停電次數(shù)、用戶平均故障停電次數(shù)、用戶平均預(yù)安排停

39、電次數(shù)、系統(tǒng)停電等效小時數(shù)等主要指標和一些參考指標。一般情況下，只考慮用戶平均時間或供電可靠率即可，所以用戶平均停電時間為： （3-1） 式中： 為系統(tǒng)負荷點數(shù)； 為負荷i的用戶數(shù); 為負荷點i的年停運時間。3.1.2 約束條件（1） 等式約束：潮流計算：f(P, Q, U)=0 (P, Q是節(jié)點注入功率，U是節(jié)點電壓 )（2） 不等約束條件: 電壓約束： 3-4 式中，Ui為母線i的電壓，Uimax,Uimin分別為母線i電壓的上限和下限。電流約束： 3-5式中，I為第i條支路的電流值，Imax為第i支路允許的最大電流值。容量約束： 3-6式中，P, Q為第i條支路的有功功率和無功功率；S為

40、該支路的允許容量的上限值。3.2 配電網(wǎng)的潮流計算方法配電網(wǎng)潮流計算的方法雖然很多，但大致可以分為三類：母線類方法、支路類方法和牛頓類方法。母線類算法有Zbus方法和Ybus方法，這兩類算法在本質(zhì)上是一致的；支路類算法以前推回代法為代表；牛頓類潮流計算方法主要以牛頓拉夫遜潮流計算方法為代表。1. 方法 根據(jù)疊加原理，母線j電壓可以通過根節(jié)點在母線j上產(chǎn)生的電壓與母線j上的等值注入電流產(chǎn)生的電壓疊加求得。等值注入電流指的是除根節(jié)點以外的其他配電網(wǎng)元件如負荷、電容器和電抗器和無功補償器等在它們所連的母線上產(chǎn)生的等值注入電流。其求解過程如下：（1） 計算當根節(jié)點獨立作用于整個配電網(wǎng)而且所有的等值注入

41、都斷開的情況下，各母線的電壓： 3-7式中，是根節(jié)點電壓；是網(wǎng)絡(luò)的等值電抗;是待求點的等值電抗。（2） 計算各母線的等值注入電流：（3） 計算只有等值注入電流作用時的母線電壓 3-8（4） 應(yīng)用疊加原理: 3-9 式中， 3-10（5） 檢驗迭代收斂條件： 3-112、前推回代法 前推回代法是配電網(wǎng)支路類算法中被廣泛研究的一種算法。配電網(wǎng)潮流計算看成為初始條件為根節(jié)點電壓（電源節(jié)點電壓）和節(jié)點負荷功率。根據(jù)前代更新和回帶更新確定網(wǎng)絡(luò)的功率分布和電壓分布。 潮流計算由兩部分組成：從根節(jié)點向樹梢節(jié)點計算各節(jié)點電壓，由樹梢節(jié)點向根節(jié)點計算支路注入功率；先假設(shè)全網(wǎng)電壓初值，以此電壓從最末一層節(jié)點向根節(jié)

42、點計算支路潮流，然后用支路潮流從根節(jié)點向最末節(jié)點計算各節(jié)點電壓，計算全網(wǎng)各節(jié)點注入功率的偏差，若算法滿足收斂判據(jù)，停止迭代，否則繼續(xù)迭代計算。3、牛頓-拉夫遜法 自上世紀60年代稀疏矩陣技術(shù)應(yīng)用于牛頓法以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為求解電力系統(tǒng)潮流問題時應(yīng)用最廣泛的一種方法。當以節(jié)點功率為注入量時，潮流方程為一組非線性方程，而牛一拉法為求解非線性方程組最有效的方法之一。牛一拉法的極坐標潮流方程為 3-12對上式進行泰勒展開，僅取一次項，即可得到牛頓拉夫遜潮流算法的修正方程組： 3-13式中，指潮流方程的殘差向量，共（2n-2）維；指母線的電壓修正量，共（2n-2）維；J為雅可比矩陣。3.3

43、 配電網(wǎng)優(yōu)化常用算法 配電網(wǎng)優(yōu)化的實質(zhì)就是在滿足約束條件的基礎(chǔ)上，通過改變網(wǎng)絡(luò)中開關(guān)的狀態(tài)，優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而改善配電系統(tǒng)的潮流分布，理想情況是達到最優(yōu)潮流分布，使配電系統(tǒng)的線損最小或其它指標最優(yōu)。由于在配電網(wǎng)中開關(guān)數(shù)目巨大，配電網(wǎng)優(yōu)化是一個目標非線性混合優(yōu)化問題，處理多目標優(yōu)化問題的方法之一就是降維優(yōu)化方法，即選擇一個主要的目標函數(shù)，把其它的目標作為約束處理。現(xiàn)有的算法大多以線損最小為目標函數(shù)，在滿足各種運行條件下，以線損最小為目標函數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化仍是一個非線性混合優(yōu)化問題。由于配電網(wǎng)優(yōu)化的非線性特性，每一次優(yōu)化迭代均需要進行一次配電網(wǎng)潮流計算，連續(xù)的配電網(wǎng)潮流計算必然需要大量的計算時

44、間。為了提高計算速度，保證得出最優(yōu)或次最優(yōu)的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，人們嘗試了不同的方法來解決配電網(wǎng)優(yōu)化的問題。解決配電網(wǎng)優(yōu)化的算法主要有：數(shù)學優(yōu)化理論、最優(yōu)流模式法，支路交換法和人工智能法等幾類，其中人工智能方法主要有模擬退火法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和粒子群算法等。3.3.1 最優(yōu)流模式算法 最優(yōu)流模式算法是一種啟發(fā)式方法，它以功率損耗最小為目標函數(shù)，求解的基本過程為：第一步，將所有開關(guān)合上形成多環(huán)網(wǎng)；第二步，將網(wǎng)絡(luò)中所有支路阻抗中的電抗部分去掉，在滿足KCL和KVL的條件下求得的電流分布就是系統(tǒng)的最優(yōu)流模式。第三步，以打開在最優(yōu)流模式下電流最小的開關(guān)為打開開關(guān)的啟發(fā)式規(guī)則，打開一個開關(guān)解開一個環(huán)路。

45、重復步驟二和三，直到網(wǎng)絡(luò)恢復為輻射狀態(tài)為止。該方法把開關(guān)組合的問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化潮流的計算問題，使復雜問題得到了簡化。其缺點使初始時閉合所有開關(guān)使網(wǎng)絡(luò)中同時存在多個環(huán)網(wǎng)，求解OPF使各環(huán)網(wǎng)流相互影響，打開開關(guān)的順序?qū)Y(jié)果由較大影響；而且確定一個待開開關(guān)有可能需要進行多次配電網(wǎng)潮流計算。3.3.2 支路交換算法支路交換算法是由S.Civanlar等人首先提出，該方法首先計算配電網(wǎng)的初始潮流和網(wǎng)損，利用潮流計算的結(jié)果降負荷表示為恒定電流，每次只合上一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)，在配網(wǎng)中形成一個環(huán)網(wǎng)；選擇環(huán)網(wǎng)中的一個分段開關(guān)并將其打開使配網(wǎng)恢復為輻射網(wǎng)，從而實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)移，達到負荷均衡和降低線損的目的。為了保證開關(guān)交換操

46、作后使網(wǎng)損下降，S.Civanlar等人給出了一個估算支路交互操作前后網(wǎng)損變化的公式（3-13）。 3-14 P網(wǎng)損優(yōu)化前后的線損變化量 D被轉(zhuǎn)移區(qū)域的節(jié)點集合； m與聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連的從電源點開始的電壓降落較小的節(jié)點； n與聯(lián)絡(luò)開關(guān)相連的從電源點開始的電壓降落較大的節(jié)點 I-節(jié)點i的的負荷電流 R合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)后形成的環(huán)網(wǎng)的串連電阻之和； Um和Un節(jié)點vm和vn：節(jié)點從跟節(jié)點開始的電壓降。 由該公式可知，要使網(wǎng)損下降，必須閉合兩端電壓差最大的開關(guān)，而打開開關(guān)的原則使把負荷從電壓降落大的一側(cè)移動到電壓降落小的一側(cè)，據(jù)此可以建立一組啟發(fā)式的規(guī)則。方法有如下特點：（1） 可以快速確定可以降低配電網(wǎng)線損

47、的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)；（2） 通過啟發(fā)式規(guī)則減少需要考慮的開關(guān)組合；（3） 可以利用公式估算開關(guān)操作帶來的配網(wǎng)線損變化，不足之處在于：（1）每次只能考慮一對開關(guān)的操作；（2）該算法不能保證全局最優(yōu)；(3)給出的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與配電網(wǎng)的初始結(jié)構(gòu)有關(guān)。 3.3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)優(yōu)化 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量出力單元廣泛互聯(lián)而成的網(wǎng)絡(luò)。它是在現(xiàn)代神經(jīng)科學研究的成果上提出的，模擬了人腦的基本特性，其最大特點在于可以通過樣本的訓練將輸入與輸出之間的非線性關(guān)系存儲在神經(jīng)元的權(quán)值中。將ANNs用于配電網(wǎng)優(yōu)化中便于反映配電網(wǎng)負荷模式（各節(jié)點負荷的組合就稱為負荷模式）與配電網(wǎng)最優(yōu)結(jié)構(gòu)之間高度的非線性關(guān)系。由于不需要進行潮

48、流計算，也不用對開關(guān)操作的降損效果進行估算，利用ANNs可以大大降低配電網(wǎng)優(yōu)化的時間，然而有一定規(guī)模的配電網(wǎng)，要得到所有可能的負荷模式及其對應(yīng)的最優(yōu)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)困難，訓練樣本也需要大量的時間。3.3.4 基于模擬退火的配電網(wǎng)優(yōu)化（SA） 模擬退火方法是解決混合優(yōu)化問題的有效方法，該算法的要點是：設(shè)計合適的全局冷卻過程，包括確定起始冷卻溫度、冷卻率、每次交換支路的數(shù)目及每個溫度下交換支路的總數(shù)等，通過交換支路形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計算潮流及網(wǎng)損變化，若新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有較小的網(wǎng)損，則保留這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，否則按一定的概率接受新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。繼續(xù)交換支路，直到達到最大支路的交換數(shù)目。冷卻繼續(xù)，直到符合結(jié)束判據(jù)。結(jié)

49、束判據(jù)是：在連續(xù)5個溫度下，網(wǎng)損變換極小，認為系統(tǒng)己經(jīng)達到凍結(jié)狀態(tài)，得到優(yōu)化結(jié)果。SA算法一般可以得到全局最優(yōu)或全局次最優(yōu)解，但該方法對參數(shù)和退火方案的依賴性大，計算量大，將其用于配電網(wǎng)優(yōu)化是需要進行多層次大量的開關(guān)交換，需要進行多次潮流計算及網(wǎng)損估算，因此計算量大。3.4 窮舉法基本理論3.4.1窮舉法的特點 將問題的所有可能的答案一一列舉，然后根據(jù)條件判斷此答案是否合適，合適就保留，不合適就丟棄。例如：找出1到100之間的素數(shù)，需要將1到100之間的所有整數(shù)進行判斷。 窮舉算法因為要列舉問題的所有可能的答案，所有它具備以下幾個特點： 1、得到的結(jié)果肯定是正確的； 2、可能做了很多的無用功，

50、浪費了寶貴的時間，效率低下。 3、通常會涉及到求極值（如最大，最小，最重等）。 4、數(shù)據(jù)量大的話，可能會造成時間崩潰。窮舉法的優(yōu)點： 由于枚舉法一般是現(xiàn)實生活中問題的“直譯”，因此比較直觀，易于理解；枚舉法建立在考察大量狀態(tài)、甚至是窮舉所有狀態(tài)的基礎(chǔ)上，所以算法的正確性比較容易證明。窮舉法的缺點：用窮舉法解題的最大的缺點是運算量比較大，解題效率不高，如果窮舉范圍太大（一般以不超過兩百萬次為限），在時間上就難以承受。但窮舉算法的思路簡單，程序編寫和調(diào)試方便，比賽時也容易想到，在設(shè)計中，時間是有限的，我們設(shè)計的最終目標就是求出問題解，因此，如果題目的規(guī)模不是很大，在規(guī)定的時間與空間限制內(nèi)能夠求出解

51、，那么我們最好是采用窮舉法，而不需太在意是否還有更快的算法，這樣可以使你有更多的時間去解答其他難題。 第四章 算例分析4.1 算例簡介本文是以河西地區(qū)配電網(wǎng)為研究對象來優(yōu)化，該系統(tǒng)是一個有6個電源節(jié)點，32個常閉節(jié)點，15個常開節(jié)點，143條支路，58個負荷節(jié)點。潮流計算時，將電源點合并看做是一個平衡節(jié)點簡化圖如3-2所示。其中電源點編號為1，開關(guān)數(shù)編號為10-64，T接編號為66-81，負荷編號為10-158。表4-1 程序運行結(jié)果 結(jié)果開關(guān)情況不可靠度（%）10 0 0 0 0 00.425720 0 0 0 0 10.423530 0 0 0 1 00.434540 0 0 0 1 10

52、.432350 0 0 1 0 0 0.425760 0 0 1 0 10.423570 0 0 1 1 00.434580 0 0 1 1 10.432390 0 1 0 0 00.4257100 0 1 0 0 10.4235110 0 1 0 1 00.4345120 0 1 0 1 10.4323130 0 1 1 0 00.4257140 0 1 1 0 10.4235150 0 1 1 1 00.4345160 0 1 1 1 10.4323170 1 0 0 0 00.4257180 1 0 0 0 10.4235190 1 0 0 1 00.4345200 1 0 0 1 10.4323210 1 0 1 0 00.4257220 1 0 1 0 10.4235230 1