一种配电网络重构方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及输配电领域的一种配电网络重构方法。
【背景技术】
[0002] 拓扑分析是网络重构算法中不可缺少的一部分，在配电网网络重构中，拓扑分析 用来在不断的变换网络的运行方式下，寻找满足目标函数的最优的网络结构。因此，拓扑分 析是整个网络重构算法的基础。
[0003] 图论在网络拓扑分析中起着重要的作用，即可以将配电网络用图的概念来描述。 考虑到配电馈线的起始点是变电站母线，将所有变电站母线等效为一个共同的节点，从而 当所有分段开关闭合、联络开关断开时，整个配电网络就是一个有着共同根节点的树。开关 是配电网重构的主要对象，令开关作为图的弧，而令开关之间的馈线段、配变、负荷等形成 图的节点，整个配电网络就构成了一个任意两个节点之间有且只有一条弧相连的完全无向 图，即配电网无向模型图。显然，重构的结果正好构成这个完全无向图（配电网无向模型 图）的一个子图。为了保证所有负荷都能够得到电力供应，该子图必须是连通的，且包含完 全无向图中所有节点，即该子图是完全无向图的连通的支撑子图。同时为了保证辐射状供 电，该子图必须是无圈（开环）的。综合上述，配电网络图的形成方法如下：
[0004] (1)所有馈线的起始点（变电站母线）等效为一个节点，称为根节点；
[0005] (2)出线开关、分段开关、联络开关等效为图的弧；
[0006] (3)开关之间馈线段、配变、负荷等元件等效为节点。
[0007] 由于配电网是闭环设计、开环呈辐射状运行，所有负荷节点均由电源点供电，因此 可以理解为在赋权图中，所有负荷节点都需建立与根节点的连接路径。因此，配电网络重构 问题所求的最优解可以认为是在赋权图中寻找以根节点为起点，满足某一目标函数的根节 点至其他节点的供电最短路径问题。将最短路算法应用于配电网络重构的一个显著优势就 是可以在所有负荷节点建立与根节点连接的过程中自动形成辐射状网络。
[0008] 再利用最短路算法进行配电网络重构时，需要先确定配电网无向模型图中每条边 的支路权值，然后利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个负荷节点供电的最 短路径，进而进行配电网络重构。由于Dijkstra最短路径搜索算法不依赖于网络的初始结 构，分别对每个负荷节点寻找其供电路径，使得形成树状网络变得轻而易举。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种配电网络重构方法，其可以 快速有效地确定配电网无向模型图中每条边的支路权值，然后利用Dijkstra最短路径搜 索算法寻找根节点向每个负荷节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构，提高工作效 率。
[0010] 实现上述目的的一种技术方案是：一种配电网络重构方法，包括下列步骤：
[0011] S1，为配电网络建立一个无向图模型，形成配电网无向模型图，该配电网无向模型 图中每条边包含一个开关，每个开关具有两个状态，即开关闭合和开关打开；
[0012] S2,每条边的初始化权重函数0W如公式（1)所示：
[0013]
[0014] 公式（1)中，每条边的初始化权重值取决于每条边的开关的状态，若开关闭合，该 条边的初始化权重值设置为1 ;若开关断开，该条边的初始化权重值设置为100 ;
[0015] S3,计算配电网无向模型图中所有开关闭合情况下的环网潮流分布，每条边的权 重变化因子WA如公式（2)所示：
[0016] WA= |AUjk (2)
[0017] 公式⑵中，AU]k是边jk上每单位电压降的绝对值；
[0018] S4,配电网无向模型图中每条边的支路权重FW如公式（3)所示：
[0019] Fff= 0W+WA(3)；
[0020] S5,根据每条边的支路权重，利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个 负荷节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构。
[0021] 上述的一种配电网络重构方法，其特征在于，所述配电网无向模型图中的开关包 括联络开关和分段开关。
[0022] 上述的一种配电网络重构方法，其特征在于，所述根节点为配电网络中所有馈线 的起始点，即变电站母线；
[0023] 所述负荷节点包括配电网络中开关之间的馈线段、配变和负荷元件。
[0024] 采用了本发明的一种配电网络重构方法的技术方案，其可以快速有效地确定配电 网无向模型图中每条边的支路权值，然后利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向 每个负荷节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构，提高工作效率，由于Dijkstra最 短路径搜索算法不依赖于网络的初始结构，分别对每个负荷节点寻找其供电路径，使得形 成树状网络变得轻而易举。
【具体实施方式】
[0025] 本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实 施例进行详细地说明：
[0026] 本发明的实施例，一种配电网络重构方法，包括下列步骤：
[0027]S1，为配电网络建立一个无向图模型，形成配电网无向模型图，该配电网无向模型 图中每条边包含一个开关，每个开关具有两个状态，即开关闭合和开关打开；
[0028] S2,每条边的初始化权重函数0W如公式（1)所示：
[0029]
[0030] 公式（1)中，每条边的初始化权重值取决于每条边的开关的状态，若开关闭合，该 条边的初始化权重值设置为1 ;若开关断开，该条边的初始化权重值设置为100 ;
[0031]S3,计算配电网无向模型图中所有开关闭合情况下的环网潮流分布，每条边的权 重变化因子WA如公式（2)所示：
[0032] WA= |AUjk (2)
[0033] 公式⑵中，AU]k是边jk上每单位电压降的绝对值；
[0034]S4,配电网无向模型图中每条边的支路权重FW如公式（3)所示：
[0035] Fff=0W+WA(3)；
[0036] S5,根据每条边的支路权重，利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个 负荷节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构。
[0037] 配电网无向模型图中的开关包括联络开关和分段开关。根节点为配电网络中所有 馈线的起始点，即变电站母线；负荷节点包括配电网络中开关之间的馈线段、配变和负荷元 件。
[0038] 本发明的一种配电网络重构方法，可以快速有效地确定配电网无向模型图中每条 边的支路权值，然后利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个负荷节点供电的 最短路径，进而进行配电网络重构，提高工作效率，由于Dijkstra最短路径搜索算法不依 赖于网络的初始结构，分别对每个负荷节点寻找其供电路径，使得形成树状网络变得轻而 易举。
[0039] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
【主权项】
1. 一种配电网络重构方法，其特征在于，包括下列步骤： S1，为配电网络建立一个无向图模型，形成配电网无向模型图，该配电网无向模型图中 每条边包含一个开关，每个开关具有两个状态，即开关闭合和开关打开； 52, 每条边的初始化权重函数0W如公式（1)所示：公式（1)中，每条边的初始化权重值取决于每条边的开关的状态，若开关闭合，该条边 的初始化权重值设置为1 ;若开关断开，该条边的初始化权重值设置为100 ; 53, 计算配电网无向模型图中所有开关闭合情况下的环网潮流分布，每条边的权重变 化因子WA如公式⑵所示： WA= |AUjk (2) 公式⑵中，AU]k是边jk上每单位电压降的绝对值； 54, 配电网无向模型图中每条边的支路权重FW如公式（3)所示： Fff=OW+WA(3)； 55, 根据每条边的支路权重，利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个负荷 节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构。2. 根据权利要求1所述的一种配电网络重构方法，其特征在于，所述配电网无向模型 图中的开关包括联络开关和分段开关。3. 根据权利要求1所述的一种配电网络重构方法，其特征在于，所述根节点为配电网 络中所有馈线的起始点，即变电站母线； 所述负荷节点包括配电网络中开关之间的馈线段、配变和负荷元件。
【专利摘要】本发明公开了一种配电网络重构方法，包括以下步骤：为配电网络建立一个无向图模型，形成配电网无向模型图，该配电网无向模型图中每条边包含一个开关，每个开关具有两个状态，即开关闭合和开关打开，先计算每条边的初始化权重值，再计算每条边的权重变化因子，最后确定每条边的支路权值，然后利用Dijkstra最短路径搜索算法寻找根节点向每个负荷节点供电的最短路径，进而进行配电网络重构，提高工作效率。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/06
【公开号】CN105023069
【申请号】CN201510485774
【发明人】邓孟华, 倪春华, 钱军, 朱钦
【申请人】国网上海市电力公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月10日