基于改进牛顿法潮流计算的多目标配电网络重构研究

论文总字数：22472字

摘 要

近些年我国电力工程建设不断推进，配电网的结构日趋复杂，配电系统在输电系统和用户之间起着关键的枢纽作用。配网重构可使网络损耗降低，根据网络的运行状态，可分为常态网络重构和故障恢复网络重构。在本文的研究中，通过对配电网络的结构进行深入分析，对配网常态和故障的不同情况进行探讨，得到了配网运行时的特点和重构的基本方法。之后通过使用C#进行配电网重构程序编译，在满足辐射网结构、配网潮流方程、节点电压偏移限制、线路传输负荷限制等约束条件下，调节线路分段开关和母线联络开关的运行状态来实现降低配网损耗、提高电压质量、减小电压偏移、平衡各地用电负荷的目的，得到常态运行重构的网络潮流和故障重构后的网络潮流。之后对其进行验证，得到了合理的验证结果，与本文提出的配网运行特点和重构方法相符合，证明了重构程序的正确性。

关键词：配电网，改进牛拉法，潮流算法，网络重构

Abstract

In recent years, China's power engineering construction has been continuously advancing, and the structure of distribution networks has become increasingly complex. The distribution system plays a key role between transmission systems and users. The optimization of distribution network structure can reduce the network loss. Therefore, distribution network reconfiguration is the most basic method in the optimization of network structure. According to the running state of the network, it can be divided into normal network reconstruction and fault recovery network reconstruction. In the research of this paper, through the in-depth analysis of the structure of distribution network, the different situations of distribution network normal and faults are discussed, and the characteristics of distribution network operation and the basic methods of reconstruction are obtained. Afterwards, distribution network reconstruction program is compiled by using C# to meet the constraints of radiating structure, distribution network power flow equation, node voltage offset limit, and line transmission load limit, etc., by changing the line segment switch and the bus tie switch. To reduce the loss of distribution network, improve the quality of voltage, reduce the voltage offset, and balance the load of electricity in different places, we can get the network flow of reconfigured normal operation and the network current after fault reconstruction. After verifying it, a reasonable verification result is obtained, which is in accordance with the reconstruction methods of distribution network proposed in this paper and characteristics, and the correctness of the reconstruction procedure is proved.

KEY WORDS: distribution network, cattle pull method, power flow algorithm, network reconstruction

目　　录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 重构研究意义 1

1.2 本文主要工作 1

第二章 配电网介绍 3

2.1 配电网概述 3

2.2 配电网基本设施 3

2.3 配电网网络结构 4

2.4 配电网中性点接地方式 4

2.5 配电网典型特性 5

2.6 配电系统分析重点 5

第三章 配电网络分析 6

3.1 配电网络对象 6

3.1.1 配电网络对象介绍 6

3.1.2 配电网络对象处理 6

3.1.3 配电网络对象建立 6

3.2 配电系统拓扑分析 8

3.2.1 拓扑分析概述 8

3.2.2 配电网拓扑结构 8

3.2.3 广度拓扑分析算法 8

3.2.4 广度拓扑算法流程 10

3.3 配电系统潮流计算 11

3.3.1 概述 11

3.3.2 改进牛顿法潮流计算分析 11

3.3.3 改进牛顿法潮流计算流程 14

3.4 配电网络重构 15

3.4.1 配电网络重构概述 15

3.4.2 配电网络重构分类 15

3.4.3 重构算法分析 16

3.4.4 常态重构算法流程图 16

3.4.5 故障重构 17

3.4.6 故障重构算法流程图 20

第四章 配电网络算例分析 21

4.1 界面设计 21

4.2 测试数据导入 22

4.3 网络潮流初步计算 24

4.3.1 节点导纳矩阵计算 24

4.3.2 配网初步潮流计算 25

4.4 配电网络重构 26

4.4.1 常态运行重构 26

4.4.2 故障重构 27

4.4.3 强制重构 30

第五章 总结与展望 32

致 谢 33

参考文献 34

附 录 35

第一章 绪论

• 1. 重构研究意义

电力工程建设不断推进，配电网的结构日趋复杂，造成负荷不断增大，配电网网损逐年增大。同时人们对电能的需求势头见涨，有限的能源无法满足日益增长的用电需要，许多地区推行了专门管理制度、拉闸限电来缓解供电压力，这样的无奈举措显然并不是长久之策。配电系统在输电系统和用户之间起着关键的枢纽作用，我国配电系统建设现今仍不完善，配电系统中的网络损耗不可忽略，降损可降低电网运行的成本、进而提高运行经济性。对配电网网络结构优化可降低网络损耗,网络结构优化方法中最基本的就是配网重构^[1][2]。满足节点电压偏移限制、辐射网结构、线路传输负荷限制、配网潮流方程等约束条件下，通过改变线路分段开关和母线联络开关的运行状态来实现降低配网损耗、提高电压质量、减小电压偏移、平衡各地用电负荷的目的^[1][3]。

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