配电网恢复（精选10篇）
配电网恢复 篇1
0引言
随着人们对供电质量以及供电稳定性的要求不断提高, 由电力供电系统永久性故障导致的区域性停电故障必将对用户形成重大损失。因此, 制定一个迅速高效的配电网络故障恢复方法恢复用户的供电, 并确保恢复之后的供电网络能够高效、经济的运行就变得尤为重要。
配电网的故障恢复工作属于多目标下的多条件非线性优化工作。其本质工作就是将配电网络中的故障部分切除之后, 根据电力调度端的对应软件平台上提供的共享数据, 根据当前配电网络的拓扑关系和潮流量, 在对应的约束条件下的开关操作来对配电网络进行恢复性重构, 在最短的时间内恢复非故障停电区域用户的电力供应。
1配电网故障恢复实现的基本思路
首先, 在传统的配电网络线路的某个位置设置一个电子书的绝缘电阻测试仪器, 当开关跳闸之后, 该设备的动触头将与电源侧的静触头相互分离, 移动至某线路位置, 和测试仪器的接线端子 (通常是开关的辅助常开触点) 相连接。这时, 绝缘电阻测试设备就能够对开关后段中的线路 (故障线路) 绝缘电阻进行检测, 一旦检测到该段线路的绝缘阻值大于某只, 即没有故障, 这时立即合上开关;若检测到绝缘电阻值小于某值 (该线路有故障) , 则开关将自动拉至需要检修的位置。
其次, 在配电网络的线路中应该设置对应设备, 使得线路具有失压保护功能。当电源失压时, 开关将产生对应动作, 使得开关处于一个分闸的位置, 这时利用开关内部的绝缘电阻测试设备对线路中的故障进行检测, 若检测到该段线路的绝缘阻值大于某只, 即没有故障, 这时立即合上开关;若检测到绝缘电阻值小于某值 (该线路有故障) , 则开关将自动拉至需要检修的位置。
再次, 传统的配电网络中通常需要在变电站的出线端设置重合闸设备, 保证重合闸功能。
2配电网故障恢复系统的创新方法
当配电网出现故障之后, 智能端的隔离开关将自动跳开, 将故障线路电源断开。同时自动检测到故障线路的具体线段, 并根据具体的检测结果对故障点进行隔离, 然后及时恢复故非故障线路区域的电力供应。当配电网出现故障之后, 配电线路网络可以进行对应的故障恢复创新方法:当配电网络线路发生故障之后, 应该能迅速的切断电源;线路可以自动找到对应的故障点, 并进行定位;可以根据线路网络的结构采取对配电网络影响最小的方式进行故障自动隔离;能够根据配电网络的结构形式自动恢复隔离之后的非故障网络区域用户的供电。
3配电网络故障恢复方法实例应用
在对配电网络实时自动化改造、优化区域性配电网络结构、设置电网智能化信息采集通信设备等方式, 实现配电网络的智能化, 确保变配电站、杆变、高压用户的杆刀信息可以进行实施远程测试与控制, 从而确保配电网络的供电功能得以恢复。
根据故障发生点的具体位置, 可以将需要恢复的供电非故障区域分为两种: (1) 自给区域。该区域包含了本次故障的既有送电电源区域, 不需要对应的设备进行分析计算就能够合上该供电区域的电源开关, 恢复该区域的电源供电; (2) 转移区域。也就是没有包含该故障点的其他线路区域, 故障点是由电源侧线路进行供电的。在供电负荷转移的过程中, 首先要合理将主干线 (主要是指合上杆刀数量最多的线路) 通过合上的杆刀进行隔离, 保证各个分段之间符合的平衡, 再对电源进行选择。选择的先后顺序为:首先, 主干线之上设置的备用电源;其次, 主干线的支线网络端电源;再次, 支线上的负荷转移线路。
以图1为例, 在将配电网络的送电电源开关S1合上之后, 将恢复电源Sl与杆刀G2之间的供电;这时杆刀G3的非故障侧依然没有恢复供电, 这时找到其主干线路, 选择与其距离最远的杆刀 (G4) , 合上该杆刀之后作为隔离点。这样, 就将主干线路分为了AB、BC、CD三个主要线路段, 之后分别在其中搜索无备用电源。BC线路段中具有备用电源S3, 在计算得到该电源冗余容量的最小值, 也就是各级一次设备 (闸刀、开关等) 、电缆、线路 (架空电线、杆上开关) 等的冗余容量最小值;若该值大于AD线路区域段内的负荷时, 则应该将电源开关合上, 恢复线路AD段内用户的供电。由于电源S3在给AC线路段供电的同时, 还可以给BD线路段供电, 这时应该优先考虑与故障点相隔较近的停电线路AC段, 或者是让电源为S3供应BC线路段。对于其他的线路段, 首先考虑其直线上的电源冗余容量 (当BC线路段上没有备用电源时也可以采用这种处理方式) , 通过计算, 确定AD线路段可以由电源S2来供电, 而CD线路段由于最近的S4电源的冗余量不足, 不能对之进行供电, 这时可以将电源S4上的部分负载转移到其他电源上。在转移的过程中应该优先考虑到将之转移到备用电源上, 其次才是其他的支线电源。通过计算, 可以将S4上的部分负载转移到备用电源S5上, 这时只需要合上杆刀G6, 并断开杆刀G5即可。当S4电源中的线路载荷不能转移时, 则可以在线路CD段上宣召冗余量较大的支线线路。若系统不能进行进一步处理时, 则上报调度员进行处理。
4结语
随着我国智能电网建设进程的不断加快, 在对配电网络的故障隔离与故障处理过程中, 可以利用智能配电网络的远程处理系统实现对配电网络故障恢复的远程遥控, 进而提高整个配电网络的故障恢复速度, 提高了配电网络的稳定性, 减少由于停电带来的损失。
参考文献
[1]张玉春, 杨成峰, 彭亚楠等.配电网故障恢复的方法[J].中国设备工程, 2008 (4) :49-51.
[2]刘健, 赵树仁, 张小庆等.配电网故障处理关键技术[J].电力系统自动化, 2010, 34 (24) :87-93.
配电网恢复 篇2
随着国民经济的飞速发展，电网为地区经济社会发展做出巨大贡献的同时，也暴露出供电能力不足、网架结构薄弱、可靠性有待提高、电网建设难度大等突出问题，对城市配电网进行科学合理的规划，以保证电网改造建设的合理性和电网运行的安全性和经济性，保证供电质量，是供电企业的重要职责。
配电网规划主要采用科学的方法确定规划区何时何地新建或改造电力设施，使得未来的电网能够满足：（1）符合的发展和各种电网技术的要求，安全可靠地为客户提供所需质量的电能；（2）能够满足城市建设规划的要求；（3）满足环保、美观等其他公众要求。在满足以上约束的基础上为企业谋求最大的经济效益和社会效益。
配电网的规划、改造重点是完善网架结构，并消除设备设施安全隐患，改造应从系统整体出发，综合考虑供电可靠性、电能质量、短路容量、保护配合、无功补偿及经济运行等因素，最大限度地解决实际运行中的问题。
城市配电网应有明确的目标网架，目标网架应结构坚强、经济可靠、合理简洁、行灵活，现状网架应按目标网架的要求进行改造。根据市中心区、市区等不同区域的负荷类型、预计负荷水平、供电可靠性要求和上级电网状况，合理选择适合本地区特点的10kV 配电网目标网架。
10kV 配电网目标网架应满足下列要求：
（1）接线规范合理、运行灵活，具备充足的供电能力、较强的负荷转供能力、以及对上级电网有一定的支撑能力；（2）能够适应各类用电负荷、分布式电源、电动汽车充电设施等新能源的增长与发展，适应负荷接入与业务扩充；（3）设备设施选型、安装安全可靠，具备较强的防护性能，有一定的抵御事故和自然灾害的能力；（4）线路设施及其结构便于开展带电作业；（5）保护配置、保护级数合理可靠；应根据城市发展规划和电网规划，结合分区具体地块的饱和负荷预测结果，预留目标网架的线路走廊路径及通道，以满足预期供电容量的增长。配电网规划的意义：(1)通过配电网的优化规划，可以降低系统的网络损耗，改善电网运行的经济效益；（2）科学合理地确定变电站容量和位置划分变电站供电范围，减少系统跨区交叉供电，有助于提高系统管理和运行效率；（3）配电网络的优化规划，可以大大提高系统的供电可靠性；（4）配电系统的优化规划是提高系统投资效益的最有效途径；（5）配电网络结构的合理性直接影响配电自动化设施的投资效益，配电系统规划是配电自动化实施的基础。规划人员的主要工作：
1、规划基础资料的收集和管理（日常工作）
规划人员与运行班组和专责加强沟通协调，收集运行需求，和线路基础资料(线路基础台账表、线路历年负荷数据表、电缆走向图、一次接线图)，为规划工作的开展提供第一手的资料。同时对线路走廊和通道情况进行常态化监控，掌握线路走廊和通道的使用情况，完善和更新地理接线图。根据地区经济的发展预测负荷发展趋势。针对各个地区的用电特性，组织开展配变台区典型日负荷实测工作，了解重点大用户和典型居民小区用电负荷特性，核实台区过载和低电压情况。
2、围绕优化配网结构和满足运行需求开展规划立项和项目优选排序工作 规划人员通过收集的第一手运行资料，进行重载、轻载线路分析，并形成分析报告，结合新投运的变电站及区域经济发展情况，针对当前存在的问题，召集相关部门、运行人员进行讨论，按照三个目标确定规划方案：一是优化配电网结构，二是平衡重载、轻载线路负荷（即解决正常运行方式下线路重载过载，异常运行方式下重载过载问题，重载过载线路与轻载线路负荷割接调整），三是对线路故障超过3次以上或运行状况恶劣的线路进行改造，对老旧线路及设备综合整治。根据线路问题的轻重缓急和变电站及相关工程的建设时序开展项目优选排序工作，并编制规划项目说明书。
3、按照省公司对城网项目投资的要求，以配电网运行单位在日常积累的丰富实践经验作为项目支撑依据，为项目立项的必要性提供充分的数据和图片等证据，确保90%以上的需求得到了省公司评审通过。（城网建设资金来源）
4、项目分包、可研编制及设计出图
根据项目的内容、地域和线路互联情况，对评审通过的项目进行分包。根据市局统一部署，配合设计单位开展项目的设计查勘工作（设计交底）。联合运行班组对项目涉及到的架空线路走向、电缆路径及通道情况、环网柜位置及间隔剩余情况、配变台区等逐点、逐线进行确认，涉及方案调整的项目，与运行、设计人员沟通、讨论，并提出优化方案。
5、主动作为，积极跟踪协调规划项目实施进度
城网项目实施周期较长，城网项目从规划到项目落地实施周期为1年左右（七个步骤：规划评估-项目优先排序-省公司审核立项-项目可研编制-设计查勘出图-施工招标-项目施工），项目实施过程中的可研、设计阶段是项目的第一个阶段，可研设计工作启动的时间及可研设计质量的好坏，直接影响到城网项目及时性、合理性、经济性、可实施性等等。设计的滞后影响工程项目的按时开展，从而使得项目的后续工作随之延后，无法在规定的时间内取得工程实效。需要规划人员主动作为，积极跟踪协调规划项目实施进度，确保各类项目的规划、可研、建设的一致性，保证项目建设的事实效果与规划目的一致。对运行的要求：
1、资料及时准确（补点需求 低压图纸 线路及设备台账、运行情况、故障分析报告及照片）
2、规范上报数据格式
规划表格内容繁复，填报内容各有需求，搜集表格内容，转换填报格式等耗费大量的人力物力，重复劳动量大。3、4、5、一次图的完善、图纸异动规划人员是否可以参与审核 电缆通道图的完善和更新
用户接入规划与总体网架结构规划冲突。
用户项目是长沙电网建设的主要投资来源之一，应该要服务长沙配电大局，但实际上用户项目存在主要以下问题：一是用户项目外线工程部分线路走向设计不合理，但设计单位是以用户规划方案为准，线路走向设计不能做修改，如修改线路走向需重新调整规划方案并重新走流程来实现；二是公专结合项目用户配变设计不合理，部分用户配变容量设计按照设计手册生搬硬套，配变容量配置不合理，采用800kVA以上大容量配变较多，小户型公寓楼、结构可改变的商住楼等建筑用途不限于居住的建筑物的配变容量配置较小，用户同时率系数取值不合理，造成后期配变过载，设备投运后运维过程中又因公用配电间空间不够造成增容困难。
配电网恢复 篇3
关键词：分布式电源；配电网；多目标供电恢复
引言：现代社会的配电网是和人们的生活息息相关，在其出现了故障的时候需要急迫的去进行供电的恢复，那么如何快速的去定位也将会是一件较为难办的事情，也是电力行业所面临的一项迫切的大事情。配电网对于供电的恢复是起着不可磨灭的重要作用，但是在隔离非故障区域是较为困难的事，对于一个线路段、多目标、多约束的进行线性的规划，也能最大限度的满足群众的需求，对于建立了含分布式的电源配电网洛供电恢复的目标函数等基本的限制条件，还需要在出现了故障之后提出一些恢复的策略，才能保证配电网的恢复。
1.含分布式电源配电网的概述
电力系统包括了发电、输电、配电和用电等环节，配电系统是直接面向电力用户的最后一个环节，在电力系统中起到分配电能作用的就是配电网，它和用户直接相连，用户在安全、优质、经济等方面的要求都将通过它来体现。含分布式电源的定义基本都是指分布在配电网或者是负荷附近的经济、高效、比较可靠的发电设施，其中就含有小的内燃机、燃料电池、可再生能源的太阳能光伏发电和风力发电等。主要的使用领域就是在几个方面，一个是备用电力、另外是单独供电，还有就是热电联产等，这些方式都大大的提高了电力系统运行的效率，也为其节省了一定的经济花费，在操作上，存在着更为广泛的灵活性，是对操作进行独立的布置，能够在短时间内极为灵活的变动；对于电力的供应也会更加可靠，在发生了重大事故之后，能够为系统提供更多的电力，还可以对特殊的地方，如医院、学校、政府等进行孤岛供电，这些都是为了能够保证人们生活更加平稳的运行。
2.含DG的配电网故障供电恢复流程
不仅仅是为了在供电的过程中能更好的为群众服务和提供稳定的供电环境，也是为了在大环境下对于电力的环保的一种探索，分布式发电技术的不断进步和越来越广泛的使用，也逐渐的被大家所认知，在其优势上有着原有的方式无法比拟的优点，这也就是为什么受到越来越多的人关注。真是因为它的引入，也就导致了新的问题的出现，对于大面积的断电恢复不能采用过去的办法，而是利用孤岛效应，达到自己想要的结果，维持重要的符合供电，保证最大限度的对其实现供电的策略。
2.1DG配电网的孤岛划分
当含有DG的配电网发生了故障之后，就要对故障进行隔离，这样配电网自动的形成了一种孤岛的效应，但是这种孤岛效应是不稳定的，因为其会降低供电系统的安全性，在一定程度上没有正常状态下可靠，在发生了重大的事故后，DG一般也不会起到很好的作用，直接退出。前面已经提到，如果能够将DG附近的电网进行控制，这样才保证供电系统安全的前提下，形成孤岛划分，这样本质上是可行的。只要有含有DG的系统出现了故障引起的跳闸，一部分的DG配电网和主系统进行了分离，分离的配电网就会形成孤岛，就是包含DG和负荷的孤立的有源配电网。但是孤岛的划分还是需要遵循一定的规律的，不是想在任何配电网中划分就可以。首先需要考虑的是功率要平衡，这是很重要的一方面，需要让孤岛内的负荷相互匹配，在保证稳定的前提下进行发电的能力。解列点要少，越少的解列点才能够进行孤岛操作：等级负荷，这主要分为三级，第一级要求的供电可靠性最少，因为发生故障将会是最严重的，二是要求能够连续的供电，最后一级保证正常的供电即可。
2.2DG配電网的恢复策略
配电网的供电恢复是指在故障定位和隔离的基础上如何恢复对无故障停电区域的供电，主要是为了能够及时的对恢复的过程中进行决策，在操作的条件的允许下，能够尽可能多的进行重构电网，并将其对断电区域进行恢复，具体的恢复策略可以总结如下，首先是策略恢复是实时的，不能超过了时间段，因为断电情况下，最好的办法是在最短的时间内进行供电恢复，这样既能减少群众的反感程度，也能进—步的提高供电可靠性。其次是尽可能多地恢复停电的负荷。同时，不同等级的负荷分别考虑，重要的负荷应优先恢复供电。对于的开关操作的次数不能过多，防止出现了对于正常运行的影响，因为其寿命是有限度的，在交通不便的农村是需要花费很多时间去进行操作的。最后，恢复网络的结构变动应尽量少，应尽量操作离停电区域近的开关。
结语：目前我国的配电网则是在国家电力公司的发展之后进行的一定配电，是需要不断的提高的，现在的配电网也开始走自动化的道路，在电能数据的采集上、电网设备保护上、数据远程的输送等都是为了电力能够在合理的范围内输送，从而保证不会因为电荷的原因出现事故，但是随着现在的电网不断的发展，其结构也是越来越复杂，电力系统经常发生故障，所以要切断电源进行故障的修理，那么关于DG的配电网故障的供电恢复是一个极为复杂的过程，是需要不断的去努力改进的。
考虑负荷控制的配电网故障恢复 篇4
随着智能电网的建设,智能电表和智能电器将在配电网中得到广泛应用。通过智能电表,不仅可以使得配电公司和用户即时获取实时电价和电能消费信息,而且还可以使得负荷控制成为电力系统日常调度手段之一。具体到配电网故障恢复问题,在必要时通过对负荷的控制,可为保证重要负荷供电提供更为灵活的手段。
配电网故障恢复问题是典型的多目标多约束问题,已有研究所提出的优化目标[1]包括:最大限度地恢复重要负荷以及失电区域的总负荷、减少开关操作次数、降低系统网损等。随着智能电网概念的提出,文献[2,3]从分布式电源的角度考虑了智能电网的发展对配电网故障恢复产生的影响,但这2篇文献均未从整体上对含分布式电源的配电网故障恢复问题进行建模。用来求解配电网故障恢复问题的算法主要包括启发式算法[4,5]、专家系统[6]、模糊算法[7]以及现代智能算法[8,9,10]等。启发式算法和专家系统主要基于人工经验提炼出相应的规则用以指导算法的搜索,但由于人工经验的局限性,所得到的解往往只是局部最优解。模糊算法将失负荷量、开关操作次数、电流电压越限情况等指标作为模糊变量,通过隶属度函数求解最优解,但这种方法同样不能保证解的全局最优。现代智能算法因其优秀的全局搜索性能在配电网故障恢复问题中得到了广泛的应用。但是,在多目标的处理上,大部分文献采用权系数将多目标优化问题转换为单目标优化问题,使得解的质量较大程度上受到权系数设置的影响;同时,所得到的最优解只是各目标协调优化的妥协解,不能提供充分的信息供调度员参考。
基于以上分析,本文将在配电网故障恢复问题中引入负荷控制手段并建立起相应的优化模型,应用改进的非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对该目标优化问题进行求解,最后通过IEEE 69节点系统来验证所提出的模型和算法的正确性和有效性。
1 优化模型
1.1 优化目标
1)尽量避免重要负荷停电f1:
式中:M为重要负荷节点集合;Pi为节点i的负荷;Bi为节点i的状态,1表示连接,0表示断开。
2)尽量减少负荷停电f2:
式中:A为失电区域负荷节点集合。
3)尽量减少可中断负荷停电f3:
式中:C为可中断负荷节点集合;λi为节点i中可中断负荷比例。
4)尽量降低开关操作成本f4:
式中:TS为联络开关集合;SS为分段开关集合;Kk为开关状态,1表示闭合,0表示断开;Tk为开关操作时间。
1.2 约束条件
1)配电网辐射运行约束L1:g∈G。其中,g为故障恢复后的网络拓扑结构,G为辐射状网络拓扑结构。
2)支路潮流约束L2:Sb≤S
3)节点电压约束L3:V
2 NSGA-Ⅱ简介
2002年,K.Deb等人对NSGA进行了改进,形成了NSGA-Ⅱ[11]。该算法与普通遗传算法的最大区别在于,NSGA-Ⅱ通过非支配排序等级和拥挤距离这2个指标来评价个体的适应值,在评价过程中无须权系数将多目标转换成单目标,从而最大限度地保持了各个优化目标之间的独立性。为了说明NSGA-Ⅱ的核心思想,本文先简单介绍支配解和非支配解的概念。
以Z表示目标函数的个数,如果解x1和x2的目标函数满足
则称x1支配x2,此时称x1为非支配解,x2为支配解。
当应用于多目标多约束问题求解时,NSGA-Ⅱ采用以下原则来确定解x1对解x2的支配关系:
1)解x1为可行解而解x2为不可行解;
2)当x1和x2都为不可行解时,x1对约束条件违背较少;
3)当x1和x2都为可行解时,满足式(5)的要求。
NSGA-Ⅱ首先根据上述原则确定解之间的支配关系,并基于此得到每个解的等级。解的等级反映了该解的非支配解个数,解的等级越高,解的质量就越差。NSGA-Ⅱ通过优先选择等级低的解进入下一代种群,促进了种群的进化。而对于同一等级的解,NSGA-Ⅱ利用拥挤距离指标来衡量解的优劣。拥挤距离反映了解在目标空间上与相邻解之间的距离,在一定程度上反映了解之间的差异性,因此,通过优先选择拥挤距离较大的解进入下一代种群,可保持种群的多样性[12]。
在具体进行选择操作时,NSGA-Ⅱ首先对父代和子代中所有个体的等级进行计算(假设种群规模为SP),然后按等级从低到高的顺序选择SP个个体,形成新的种群。若在选择过程中最后入选的等级下共有P个个体,而仅需从中选择Q个个体进入下一代种群(Q<P),则对该等级的个体按照拥挤距离从大到小的顺序选择Q个个体。
3 基于NSGA-Ⅱ的配电网故障恢复算法设计
3.1 基础数据准备
原始基础数据包括故障前网络拓扑信息、负荷信息和故障处理信息等。除此之外,算法还需在原始基础数据的基础上,生成以下基础数据供优化计算调用。
1)备用联络开关信息:
通过网络拓扑分析得到直接与失电区域和带电区域相连的备用联络开关,例如图1中的开关71,72,73。
通过潮流计算得到备用联络开关的备用容量Sc:
式中:BS为联络开关到源点之间的支路集合;S
2)潜在环路信息:
通过网络拓扑分析得到备用联络开关之间的通路,生成潜在环路集合。例如:当同时闭合联络开关71和72时,支路9-14和支路52-58将构成环路。通过事先生成潜在环路信息,将方便算法在优化计算的过程中快速进行辐射状检验。
3.2 染色体的构成
优化变量包括联络开关、分段开关以及可中断负荷状态,其中1表示闭合,0表示开断。
从全系统最优的角度出发,优化变量可以是配电网中所有的开关和可中断负荷。但在本文中,为了提高算法寻优速度,同时为了凸显可中断负荷对配电网故障恢复问题的影响,暂将联络开关限定在直接与失电区域和带电区域相连的、且具有备用容量的联络开关的范围内,例如开关71,72,73。分段开关和可中断负荷限定在失电区域内的分段开关和可中断负荷的范围内。
染色体采用二进制编码。假设系统中有u个备选联络开关、v个分段开关以及r个可中断负荷。染色体的构成如图2所示,即用基因1～u表征联络开关的状态,u+1～u+v表征分段开关的状态,剩下的基因表征可中断负荷的状态。
3.3 辐射状检验
当存在2个及以上的备用联络开关状态为1时,需检验该个体是否能够满足配电网辐射运行的约束。具体方法如下:从某个闭合的联络开关开始向下搜索,若所搜索到的支路包括其他闭合的联络开关,表明这2个联络开关之间构成了环路。调用潜在环路信息,随机断开相应环路上的某个分段开关即可。
3.4 最优解集的形成
最优解集对应的是算法最后一次迭代生成的种群中等级为1的解的集合。
当种群中仅有唯一的等级为1的解,表明该解使得各个优化目标均达到了最优,是最优解。当种群中存在多个等级为1的解时,考虑到在实际工作中,避免重要负荷停电(f1)重要程度最高,减少负荷停电(f2)次之,减少可中断负荷停电(f3)和降低开关操作成本(f4)重要程度最低。因此,算法将按以下步骤输出最优解集:从等级为1的解中,选择使f1最小的解形成最优解集FS。若FS中仅含唯一解,则输出该最优解。否则,从FS中选择使得f2最小的解重新形成最优解集FS,输出FS。若此时FS中有多个解,由于本文认为f3和f4具有同等重要程度,为便于调度人员根据实际情况自主决定恢复方案,算法将在输出最优解集的同时,给出f3和f4的函数值以供调度员参考。
3.5 可中断负荷的恢复
切除可中断负荷存在以下2种情况:第1种是系统恢复容量不足,为了保证重要负荷供电需切除部分可中断负荷;第2种是系统恢复容量充足,但故障恢复方案中需要操作大量手动开关,为减少开关操作时间,先选择切除部分可中断负荷,以尽快恢复对重要负荷的供电。
因此,对可中断负荷的恢复也需分情况对待。对第1种情况,当系统有足够恢复容量后逐步恢复可中断负荷;而对于第2种情况,可在操作人员到达开关操作地点并完成相应倒闸操作后恢复可中断负荷。
3.6 其他操作
1)种群初始化:
采用随机方式生成初始种群。
2)交叉、变异操作:
采用均匀交叉和均匀变异策略。
3)终止条件:
满足最大迭代次数要求。
4 算例分析
本文的测算系统如图1所示。系统基准电压为12.66 kV,系统总的有功负荷为2.71 MW,无功负荷为1.8 Mvar。节点负荷、支路阻抗以及支路最大允许通过的潮流等数据见文献[13]。
假设支路5-6发生故障,失电区域内节点11,12,21,61,64为可中断负荷节点,为保证基本用电需求,这些节点的可中断负荷比例为90%。假设系统中每条支路上均装设有分段开关以便网络重构,仅支路9-53装有自动分段开关,自动开关操作时间为3 s,手动开关操作时间为1 500 s。
本文采用以下2种算法分别验证可中断负荷对配电网故障恢复策略的影响,以及NSGA-Ⅱ对求解配电网故障恢复问题的有效性。算法中种群规模均为20,交叉率为0.5,变异率为0.01,最大迭代次数为50。
1)应用NSGA-Ⅱ对本文所建立的模型进行求解,得到的优化解集如表1所示。
对比方案1和方案2可以看出,当将负荷控制作为紧急状况下的控制手段之一时,系统的调度运行将更为灵活。调度员可根据需要,通过断开可中断负荷,以减少开关操作次数和时间。
多目标优化算法的收敛性一般用世代距离GD衡量。
式中:n为解集中个体的数目;dj为个体j到全局非劣最优解的欧几里得距离。
GD的值越小,表明解集越靠近全局非劣最优区域。
本文在相同参数下,运行NSGA-Ⅱ共30次,仅有1次算法求得的最优解未能完全覆盖全局非劣最优区域,统计得到GD指标的平均值为0.004 3,标准差为0.023 7。这表明,NSGA-Ⅱ在求解本文所建立的模型上收敛性较好且性能稳定。
2)应用遗传算法对本文所建立的模型进行求解。
由于本文所建立的是多目标多约束的优化模型,在应用遗传算法进行求解时,将通过权重系数将多目标优化问题转换为单目标优化问题。适应值函数如下式所示:
式中:Wp为第p个目标函数的权重系数;Vq为第q个约束条件的惩罚系数。
由于算法在求解的过程中通过辐射状检验环节自动满足了配电网辐射运行约束,因此,适应值函数中的惩罚项仅包括支路潮流约束和节点电压约束。为避免违背约束条件,惩罚系数设置为较大的数值10 000。
根据式(1)～式(3)可知,目标函数f1～ f3量纲相同。同时,考虑到在实际工作中,f1～ f3重要程度依次递减,设置W1为1 000,W2为500,W3为200。f4量纲与f1～ f3不同,因此W4的取值将影响算法的优化结果。在W4不同的取值下,遗传算法得到的优化结果如表2所示。
从表2中可以看出,当W4≥10时,遗传算法输出结果与NSGA-Ⅱ求解的方案1相同,优化方案通过断开可中断负荷以减少开关操作次数和时间;当W4<10时,遗传算法输出结果与NSGA-Ⅱ求解的方案2相同,优化方案通过增加开关操作次数,以降低可中断负荷的切除量。
对比表1和表2可以看出,2种算法均能收敛到全局最优解。但是,由于遗传算法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,使得所得到的优化结果不仅受到权重系数的影响,而且也不便于提供多方案以供调度员进行选择,表明了NSGA-Ⅱ在求解配电网故障恢复问题上的优越性。
5 结语
负荷控制对配电网故障恢复问题的影响至少体现在以下2个方面:
1)可中断负荷。当系统恢复容量不足时,调度员可通过切断可中断负荷以保证重要负荷供电;在当前配电网仍存在大量手动开关的情况下,可通过切断可中断负荷以减少开关倒闸操作次数和时间,快速恢复重要负荷供电,提高系统的供电可靠性。
2)可切换的双电源负荷。当系统恢复容量不足时,调度员可通过切换双电源负荷的供电路径,以最大可能地恢复失电区域负荷。
本文针对第1点,建立了考虑可中断负荷参与的配电网故障恢复优化模型,并应用NSGA-Ⅱ对所建立的多目标多约束模型进行求解。算例结果表明,将可中断负荷引入配电网故障恢复问题中,可为保证重要负荷供电提供更为灵活的手段。
本文的后续研究将在配电网故障恢复模型中充分考虑可切换的双电源负荷,而且还将考虑分布式电源在配电网的大量渗透对配电网故障恢复问题的影响。
摘要：用户参与市场程度的逐步提高为配电网的调度运行提供了更多、更灵活的手段。文中将负荷控制引入到配电网故障恢复问题中,建立了考虑可中断负荷参与的配电网故障恢复优化模型。可中断负荷的引入不仅有利于在系统供电容量不足时最大限度地保证重要负荷供电,而且有利于在配电网仍存在大量手动开关的现状下,降低开关操作时间,以保证重要负荷供电的快速恢复。针对该多目标多约束的优化问题,应用改进的非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行求解。与传统的遗传算法相比,NSGA-Ⅱ无须通过权重系数将多目标转换为单目标,因此所得到的最优解集更能够反映优化问题的本质。算例计算结果验证了所提出的模型和算法的正确性和有效性。
配电网建设需求管理 篇5
【关键词】配电网；需求；管理
1.配电网建设需求管理的实施和应用
1.1配电网建设需求管理办法
以配电网规划管理为例，简要说明管理办法的内容，其它可研、计划等环节的管理办法可参照制定。
1.1.1管理规范和要求
配电网规划是电网规划的重要内容，应与地方经济、社会、环境发展相协调并纳入地方总体规划。配电网规划应做到协调发展、适度超前、标准统一、因地制宜，有明确的规划目标。配电网规划应以现状配电网为基础，以配电网坚强网架为目标，以经济发展规划和高压变电站规划为导向进行编制。配电网规划中应包含主选和备选方案，一般情况下应2-3年修订一次。进行规划环节建设需求管理应注意：
①编制的配电网规划应具有很强的实际可操作性。以往规划编制完成后，容易出现规划与实际的脱节，并且到规划中后期时，更是规划与实际大相径庭。因此，规划编制要注重地方经济、社会、环境的发展因素，编制合理正选方案的同时，编制备选方案，并及时进行配电网规划修编。
②应优先考虑网架的构建，优化配电网结构。很多配电网建设需求只侧重考虑提高设备健康水平，缺少考虑坚强网架的构建，今后容易出现走回头路，“大拆大建”的现象。因此，应以配电网远景网架为目标，以变电站建设为契机，优先考虑变电站的新建中压出线配套，作为完善配电网网架的重要部分。
1.1.2制定的管理流程规范
a.配电网规划编制时，规划编制责任部门应召集单位内部相关专业人员组成规划编制小组，根据实际情况，可以聘请专业机构协助编制工作。
b.规划编制小组制定编制原则，并做好相关资料的收集，包括高压电网规划，经济发展规划，土地使用规划等。
c.各基层运行管理部门应依据配电网规划编制原则，加强与地方相关部门的联系沟通，落实配电设施用地、线路走廊、电缆通道，提出配电网规划建议，协助规划编制小组初步确定配电网网架主体结构规划建议。
d.规划编制责任部门召集相关部门审核规划编制小组汇总的网架主体结构规划建议，完善配电网架主体结构的规划内容。
e.规划编制小组以审定的配电网架主体结构规划建议为基础，各基层运行管理部门提出的规划建议为参考，以优化电网结构、保障供电能力、提高电能质量和供电服务水平为目标，编制完整的配电网规划建议。
f.规划编制责任部门召集相关部门审核配电网规划建议，规划编制小组修改完善，报公司决策通过后，上报到上级单位审批。
1.2配电网建设需求管理的评估方法
鱼骨图分析法，是将问题的特性与受影响的因素，按相互关联性整理而成的层次分明、条理清楚，并标出重要因素的图形，因其形状如鱼骨，所以又叫鱼骨图，是一种透过现象看本质的分析方法。
采用鱼骨图分析法找出可以表征配电网发展水平的因素。如网络结构水平中主要有中压线路联络率较低、变电层级多、山区线路供电半径过长等；装备技术水平中主要有线路绝缘化率偏低、主要设备标准化率不高、配网自动化覆盖率低等；负荷供应能力中主要有中压线路可转供电率较低、中压线路负载率不均衡且整体偏低等。
以此分析平阳县配电网现状，积极提高中压配电网典型接线模式的比例，解决部分线路供电半径过长，提高线路的绝缘化率等；同时，查找仍存在的问题时发现，中压配电网主干线仍未形成简单、清晰、稳定的网络结构，配网自动化覆盖率低，35千伏电压等级短时间内无法消除等。
1.3提高中压线路联络率是重要的建设需求
由于早期部分变电所落点不合理或不及时、单辐射线路仍然较多、联络方式不合理、线路负载率过高等问题导致配电网网架结构仍不十分合理，线路转供能力偏弱。
加强配电网建设需求的管理在提高中压线路联络率与转供能力方面的具体实施方法有：逐步减少现存单辐射线路，提高线路联络率；分流调整重载线路，提高线路互倒率；梳理调整联络方式不合理线路，简化优化片区网架结构；以配电网规划为指导，科学合理安排配电网资金，提高资金率利用率等。
1.3.1提高中压线路联络率的分片区分析
针对各片区网架和用电特点，开展需求分析。如山门片区内现有35千伏山门变，其中10千伏间隔12个，其中公用线路8条，公用线路环网化率38%，站间联络率38% 。山门片区位于平阳西部山区，电网发展比较缓慢，山区线路较长，线路走向发散，单辐射较多，联络率低，联络难度大。在考虑节约资金的前提下，尽可能地提高现有公用线路的环网化率，特别是站间联络率。
1.3.2制定优化配电网架和提高中压线路联络率的建议方案
仍然以山门片区为例，2013年投资约90万元改造大屋线岭街支线需，将原站间联络提升为生命线，提高转供能力；2014年投资约25万元延伸Ⅱ段城镇线末端400米与Ⅰ段东门线联络，增加一对站内不同母线中压线路联络，使中压线路联络率达到63%，站间联络率达到38%；2015年投资约25万元延伸Ⅱ段农村线末端400米与Ⅰ段晓坑线联络，增加一对站内不同母线中压线路联络，使中压线路联络率达到88%，站间联络率达到38%；2016年投资约260万元延伸山门变Ⅰ段梅岭线末端900米与改造后的凤尾变Ⅱ段凤首线联络，增加一对中压线路站间联络，使中压线路联络率达到100%，站间联络率达到50%。
1.4平阳县配电网建设需求管理的指标体系及绩效考核
配电网建设需求管理的指标体系中主要有：
（1）环网化率及供电可靠性。
（2）电压合格率及供电半径合格率。
（3）线路绝缘化率。
（4）综合线损率及负载率。
同时，这些指标也是绩效考核的内容。
2.配电网建设需求管理的成效
（1）配電网建设需求管理的起点从原来的可研环节前移至规划环节，提高建设需求的前瞻性。规划环节按照适应配电网和经济发展的要求确定建设需求，可研环节在深化项目方案的同时确定建设需求的项目储备，计划环节按照开工条件具备情况安排建设需求的实施计划，需求管理分级目标明确，避免工作混淆和重复。
（2）明确配电网建设需求由发展部门进行管理和优化，且网架优化方面的需求申报改为以发展部门为主，避免设备主人以改造需求为主申报项目的弊端，设备主人缺乏网架优化方面的整体布局意识。
（3）分析建设需求的轻重缓急，优化配电网建设的资金安排，更有效地利用好建设资金，提高配电网建设的投入产出效益。
（4）采用鱼骨图分析法找出可以表征配电网发展水平的因素，并以此分析平阳配电网发展存在的薄弱环节和配电网建设需求管理执行的情况，查找仍存在的问题，找出改进和提升的方向。
3.配电网建设需求管理的进一步完善针对联络结构复杂的网络，应进行优化分析，研究适当减少必要性不强的联络点建设需求，使配电网网络结构简单、清晰，具有规律性。
【参考文献】
[1]黄志伟，葛少云，罗俊平.城市配电网发展策略探讨.电力系统及其自动化学报，2011（ 第23卷）（6）：112-115.
[2]张功林，林韩，张榕林，陈彬.配电网发展若干问题探讨.电力与电工，2009（第29卷）（4）：8-9.
配电网恢复 篇6
配电网络通常具有闭环连接、开环运行的特点, 正常运行时, 配电网络中的每个负荷点通过单一的路径与电源相连。当配电网中发生永久性故障时, 通过配网自动化设备的自动装置隔离相应故障, 并通过操作配电网中的线路分段开关及线路间的联络开关恢复非故障点的正常供电, 而分合哪些开关最为合理, 是一个值得研究的问题, 即配电网的故障恢复重构问题。配电网故障恢复重构是一个多目标、多约束、复杂的非线性组合优化问题, 目前在故障恢复研究中, 建立的数学模型中, 主要是从减少线损、开关操作次数、切负荷数最小等为目标, 但是缺乏从供电企业经济性方面的分析。
1 数学模型
1.1 目标函数。考虑配电网的经济性, 配电网故障恢复重构的目标为故障恢复方案的售电量减小最少, 即:
minf (X) =WT (X) +WL (X) +WR (X) (1)
式 (1) 中, WT (X) 、WL (X) 、WR (X) 分别为故障恢复重构方案X的开关操作次数、网损、供电可靠性引起的电量损失。
在故障恢复过程中, 由于开关操作需要时间, 由于开关操作次数增加必将使得负荷恢复供电的时间延长, 由于开关操作次数引起的电量损失可由下式计算:
式 (2) 中, Pi、ti为负荷点i的负荷、停电时间。
配电网的线损直接影响供电企业的经济效益, 在故障恢复重构方案中需要考虑配电网的线损, 其计算公式如下:
式 (3) 中, T为故障恢复方案的运行时间, Rj、Sj、Uj分别为故障恢复方案X所组成配电网中支路j的电阻、流过支路j的负荷容量及支路j的末端电压。
除开关操作次数及线损外, 还应考虑恢复方案的运行可靠性, 故障恢复方案供电可靠性对售电量的影响可用下式计算:
式 (4) 中, ASUI (X) 代表故障恢复方案X所组成配电网的供电可用率, P代表该网络中的总负荷。
1.2 约束条件
1.2.1 节点电压约束。
节点电压约束即配电网中的每个负荷点的运行电压在允许的电压波动范围内, 即
上式 (5) 中, Ui为节点i的电压, Ui·min、Ui·max分别为节点的最小与最大允许运行电压。
1.2.2 支路容量约束。
支路容量约束即流过配电网络中每条支路、开关的负荷电流不大于该支路、开关的最大容许载流量, 用公式表示为:
上式 (6) 中, Ij为流过支路j的负荷电流, Ij·max为支路j的最大载流量, m为配电网络中的支路总数。
1.2.3 配电网的连接性约束。
配电网的连接性约束, 即故障恢复后的配电网中的每一个负荷点与电源点之间有且仅有一条通路。
2 模型求解
2.1 故障恢复重构模型方法。
蚂蚁k根据路径上留下信息素的多少以概率的原则选择下一个路径, 其选择路劲概率计算公司如下:
上式 (7) 中, Pij (t) 为蚂蚁k在t时刻选择路径ij的概率τij (t) 、ηj (t) 分别为支路ij上的信息素、路径信息, 文章中ηij=1/Rij, α、β分别为相应支路上的信息素、路径信息的影响因子。
所有蚂蚁对非故障节点进行一次遍历后, 需对配电网络中的信息素按照下式 (8) 进行更新:
式 (9) 中, △τkij为蚂蚁k在本次遍历中在支路ij上留下的信息素, f (X) k为蚂蚁k本次遍历形成的故障恢复方案的目标函数值, Q为常数, ρ为信息素挥发因子0燮ρ燮1, m为蚂蚁个数。
2.2 故障恢复重构流程。
Step1:参数初始化, 设置迭代次数NC=0, τij (0) =C1, △τkij=0, fmin=C2, 其C2为一较大的数值, 建立tabu表存放蚂蚁走过的非故障节点。Step2:m只蚂蚁从根节点出发, 根据公式 (7) 计算tabu表中未列的路径的选择概率, 根据蚂蚁根据概率的原则选择下一个节点。Step3:循环执行Step2, 直到每只蚂蚁遍历所有非故障节点形成一个配电网的辐射状网络, 应用前推回代法计算每只蚂蚁形成的故障恢复方案形成的配电网络的潮流, 验证该方案是否满足节点电压约束和支路容量约束。Step4:计算本次所有蚂蚁遍历形成的配电网络中, 满足约束条件的故障恢复方案的开关操作次数、供电可靠性、线损, 进而根据公式 (1) 至公式 (4) 计算每个方案的目标函数值f (X) , 若存在f (X) k燮fmin, 则替代原有fmin, 同时记录该方案。Step5:根据公式 (8) 、 (9) 更新网络支路上的信息素。Step6:迭代次数NC=NC+1, 若NC>NCmax则停止, 输出最优方案及其相应目标函数值, 否则清空tabu表, 转Step2进行下一次遍历。
3 实例应用
文章采用IEEE配电系统33节点网络进行实例分析, 配电网络具有33个节点, 37条支路、5个联络开关, 网络首端额定电压为12.66k V, 总负荷5084.26+j2547.32k VA, 其支路阻抗及其节点负荷参数见文献[3]。假设某时刻7-8支路发生永久性故障, 并已通过配网自动化设备将故障隔离, 需恢复节点7-17节点的供电。算例中, 参数取值为:α=5, β=3, m=20, Q=200, ρ=0.2, NCmax=200并假设每台开关操作时间相同均需5min。运用matlab软件编程计算其故障恢复重构最优方案方案为:断开分段开关9-10、14-15、32-33, 合上联络开关21-8、22-12、9-15、18-33。
4 结束语
文章根据电网企业的经营特点, 以配电网的售电量损失最小作为故障恢复重构的目标, 并在目标中考虑故障恢复重构方案的开关操作次数、线损及配电网的供电可靠性, 并以此建立相应的数学模型。根据建立模型的特点, 应用蚁群算法进行求解, 并在matlab软件中编程实现, 最后对实例进行应用。通过实例的应用说明方法的有效性实用性。
参考文献
[1]Miu Karen Nan, Chiang Hsiao-Dong, Yuan Bentao, etal.Fast Service Restoration for Large-Scale Distribution System switch Priority Customers and Constraints.IEEE Trans on Power System s, 1998, 13 (3) .
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配电网恢复 篇7
关键词：智能配电网,故障定位,故障恢复
一直以来, 电力企业发展重心都是输电网, 但是与发达国家比依然存在一些不足, 随着人们对供电可靠性需求越来越大, 很多供电企业2010年、2008年以及2007年配电网建设投资额超出了输电网。基于上述背景, 发展配电网自愈控制技术与故障恢复技术成为降低故障发生率, 减少出现供电中断的重要手段。智能配电网故障定位与恢复是重要的功能之一, 也是故障自愈基础, 分布式电源接入对配电网影响较大, 研究更高智能配电网故障定位与故障恢复显得尤为重要。
一、和声法在DG配电网故障定位
(一) 故障定位模型
从FTU得到信息是不同开关故障电流越流信号, 可以对故障进行定位, 建立线路故障状态, 实现故障电流信息间的转换, 就是开关函数。目标函数在对故障定位上有重要作用, 具有容错能力定位更加精准。
(二) 开关函数
第一部分为主变电源提供故障电流, 就是指主变电源到故障点通路所包含的所有开关电流, 电流方向为正;第二部分为各DG提供的故障电流, DG到故障点通路包含的所有开关电流, 方向由系数W决定, 与故障电流方向一致[1]。
I表示主变电源到不同故障点通路的所有开关数;k表示分布式电源数量;Nm表示第m个DG到故障点开关数;Nm (n) 集合表示Nm中n个元素相应开关;开关电流方向表示为w, 逆流时W=-2;正流时W=1。
(三) 和声算法在故障定位中的应用
故障状态使用0与1二进制编码法, 1表示有故障, 0表示没有故障, -1表示负方向流过电流, 0表示无过电流, 1为正方向电流。
基于上述故障定位与分区域处理方法, 算法声搜索算法流程如下:
按照分区域处理法将配电网分为无源树枝与有源树枝两种;根据FTU将故障电流信息上传, 剔除无源树枝, 将维数确定下来, 每一个变量值都可以表示为0或者1, 能够表示线路运行状态;更新和声记忆库;对目标函数进行判断, 判断迭代次数是否是最大值。将迭代停止, 最优解输出[2]。
二、基于和声法配电网重构减少不可行解编码方法
配电网处于开环运行状态, 任何一个联络开关都能构成一个闭合环, 并且断开环中任意一个分段开关都连通拓扑结构并将辐射状恢复。对此, 每一个联络开关都可以作为一个单独闭合环与任意一个开关开合状态进行交换, 此时, 网络仍然是辐射状。辐射状配电网中, 任意一个联络开关分段分组环都是单联络环。由此, 单联络环与联络开关数一致。
基于单联络环配电网络。为了将变量减少使解的维度降低, 需要对配电网进行优化处理, 没有任一一个单联络环不进行编码;将配电网中所有开关闭合, 将出度与入度之合比2小的节点连接支路并为一个支路组, 解环效果基本一致[3]。具体见下图一所示。
混合编码形式。使用二进制与十进制混合编码方法, 将第一个变量作为联络开关, 使用二进制方法编码, 将0处断开, 1处闭合;将第二个变量设置为分段的开关, 使用十进制编码法, 如果一位是1, 就表示开关闭合, 将Si表示为分段开关编号;如果前位是0, 则不闭合联络开关, 此时, Si为0, 需要闭合支路数目与断开支路数相等[4]。编码长度为配电网双倍联络开关数, 编码形式为:
三、配电网故障阶段式恢复法
传统的配电网故障恢复方法存在很多不足, 恢复时间短、电负荷过多, 需要拓扑保持辐射状并确保配电网安全可靠运行, 在配电网故障重构上选择多目标约束组合与优化, 解为一组开关动作序列。当前, 故障恢复求解方法有启发式、搜索方法以及智能优化法。
(一) 基于单联络环网络连通恢复
依据隔离故障断开的分段开关, 可以将单联络环对应的联络开关全部闭合, 就能够将网络连通性恢复。鉴于每一个分段开关具有多个环, 并且环与环间存在一个公共开关, 由此, 需要按照单联络环矩阵判断。先将联络开关数量确定下来, 表示为n, 故障断开分段开关表示为 (S1, S2, ...., Sc) , 将零矩阵定义为Bn×c。将S单联络环关联矩阵对应的xi找出, 再将这些信息复制到矩阵B内的第i行, 矩阵表示为B (i, :) =A (xi, :) 。然后对矩阵B中相同行进行判断, 如果存在, 可以删除一行, 再保留一行。对B矩阵中是否具有非零元素进行判断, 如果存在, 将此列作为联络开关编号存入到P, 将所有非零元素规零。将矩阵B中非零元素最小元素对应的联络开关找出, 对转供裕度最大开关支路确定下来, 在方案集P中输入编号, 将该列中的非零元素归零。对矩阵B中是否存在非零元素进行判断, 如果有, 则转到第二步骤, 如果没有, 则转到下一个步骤。运行结束以后, 将方案p输出[5]。
(二) 基于和声算法配电网重构步骤
首先, 第一阶段没有动作的联络开关放置到可操作的联络开关集中, 表示为LL1, L2...Ln) 将维数2n确定下来。然后对HS算法参数初始化。HS算法参数中包含了和声记忆库与解维数、和声记忆库概率、微调概率以及最大迭代次数、终止条件等。初始化和声记忆库 (HM) 。产生的HMS初始解是随机的, 可以放置到HM中, 将每一个目标函数f (X) 计算出来。将新的解生成。随机选择一个机数r1, 如果r1<HMCR, 则可以在HM中随机选择一个变量, 也可以在HM中选择一个随机值。如果选择HM定值, 可以再选择一个随机数r2, 如果此时PAR>r2, 可以扰动此值, 将扰动量设定为bw。对于每一个变量来说, 都需要按照上述规则形成一个新的解;对新解目标函数fitness进行计算。对HM更新, 对fitness判断, 查看其是否是目标函数值最差解, 如果是优解, 可以将其替换HM中的差解。对是否满足条件进行判断, 如果满足条件, 将循环终止, 否则需再次对上述步骤进行重复[6]。
(三) 切负荷实现方法
如果网络重构不能将线路过载电压消除, 或者电压越限时, 需要在网络重构中找到最优解, 利用最优解切负荷, 能够将配电网安全运行及时恢复。步骤方法为:对网络重构得到网络拓扑, 将电源开始的支路分层, 将接近电源的分为第一层支路, 沿着辐射网络搜索线路的末端, 依次得出剩余层。从层数最大的开始遍历, 对某一层中支路过载情况进行搜索, 将过载功率确定下来。从过载支路开始搜索, 呈外辐射状, 从三级负荷切除, 确保切除的负荷量高于过载功率, 确保每组切负荷是最小的;如果三级负荷都满足要求, 表示过载支路完成处理。
结束语:
本文主要对智能配电网故障定位方法进行了分析, 并提出了几种故障恢复方法, 得出的结论为本文所论述的方法基本能实现配电网系统不同位置单故障与复杂故障的恢复, 故障位置、数目以及阶段数不一致, 但都能找到最优解, 具有较强的实用性, 耗时段, 很多故障都能在第一阶段得到恢复, 且动作开关数量少, 能够将搜索效果提高。
参考文献
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[5]刘东庭.智能电网故障定位及在线检测技术在10k V城市配电网的应用研究[J].大科技, 2014 (35) :80-81.
配电网恢复 篇8
智能电网是我国电网未来发展方式, 其中, 具有清洁、环保、高效等特质的分布式发电 (Distributed Generation, DG) 技术近年来快速发展, 在配电网中占据着不可或缺的地位。大量DG接人, 将会改变配电网原有潮流大小、方向以及电压分布状况。因此, 配电网发生故障时, 很可能使得原有配电系统的故障定位以及重合闸失败, 从而给配电网故障处理带来新的问题。
文献[1,2]研究了分布式电源的接入对配电网电压分布以及网络损耗方面的影响;文献[3,4]研究了分布式电源接入放射状配电网对配电网电能质量以及继电保护的影响;文献[5]研究了分析了分布式电源接入配电网对其谐波特性的影响;文献[6]提出了一种利用重合闸与分布式电源脱网特性协调配合的改进故障处理策略;文献[7]考虑了重合闸延时时间, 提出利用重合闸过程中再次经历的故障电流信息进行故障定位的方案;文献[8]提出一种不借助电压信息进行故障定位的方案, 通过对馈线首端到DG接入点之间的限时电流速断保护和DG接入点到馈线末端之间的定时限过电流保护的动作信息进行分析, 实现对故障的准确定位。本文将通过对分布式电源接入对配电网电能质量、功率损耗和继电保护等方面产生影响展开分析, 着重探讨了分布式电源的故障处理与恢复问题。
1分布式电源接入配电网影响
1.1 电能质量
DG并网后, 改变了原配电网的潮流分布, 从而影响了各节点的电压分布。各节点电压分布与电源接入点和接入容量有关。研究表明, 在不改变DG接入点情况下, DG总出力越大, 对系统电压的支撑能力越强;总出力相同的DG, 分散接入在不同节点比全部接入某个节点对电压的支撑能力要高;在DG出力不变的情况下, 接入点越靠近变电站母线, 对系统电压分布的影响越小。
1.2 谐波
分布式发电并网后, 将对线路上谐波电压和谐波电流的分布产生影响。研究表明, 在不改变DG接入位置的情况下, DG总出力越大, 则线路沿线各节点电压谐波总畸变率越大;在不改变DG总出力的情况下, 接入点越靠近变电站母线, 对系统谐波分布的影响就越小。
1.3 配电网损耗
DG的接入改变了原配电网的潮流分布和电压水平, 因此也影响了整个配电网的网损。网损的改变与DG接入的位置和容量有关, 也与配电网本身的网络拓扑结构有关, 在DG合理接入的情况下可以减少配电网网损。
1.4 系统保护
DG接入配电网后, 线路从单一电源变成多电源结构, 从而改变了故障情况下短路电流的方向和大小, 进而影响了线路继电保护的保护范围和动作配合。研究表明, 当接入点在故障点上游时, 会导致本线路保护的灵敏度降低, 甚至发生拒动;当接入点所在线路的相邻线路发生故障时, 有可能导致本线路保护误动。因此, 在考虑DG对继电保护的影响时, 往往需要对接入配电网的DG容量进行限制或者对原先保护加装方向性元件。
2 分布式电源的故障处理
在配电网的故障中, 大部分是瞬时性故障。在瞬时性故障情况下, 为快速恢复供电, 变电站出线开关处一般配置重合闸功能。并非所有故障均为瞬时性故障, 当配电网发生永久性故障, 会发生重合闸失败, 线路及各开关会流经一次故障电流。DG需要及时从电网切除, 使得故障电流不对DG造成影响, 因此配电自动化系统可基于现有的针对单电源辐射状配电网的故障定位规则, 利用重合闸过程中经历的故障电流信息直接进行故障定位, 主站根据各个配电自动化终端上报的故障电流信息, 若某个开关及其上游的开关均流过了故障电流信息, 而其下游的开关未流过故障电流信息, 则判定故障发生在该开关与其下游邻近开关所围成的区域内, 遥控相应开关分闸隔离故障区域, 之后再遥控变电站出线开关和联络开关合闸恢复健全区域的供电[7]。图1 和图2 分别为含DG配电网的瞬时故障和永久故障的处理过程。
对于图1 (a) 所示的含DG的配电网, 设置变电站出线开关S1、S2 的重合闸延时时间为2.5s, 设置DG反孤岛保护动作时间2.3s, 其在发生瞬时性故障和永久性故障情况下的故障处理过程分别如下:
(1) 假设A2-A3 之间馈线段发生瞬时性故障, 首先变电站出线开关S1 跳闸切断故障电流, 如图1 (b) 向所示, 之后DG所配置的反孤岛保护动作在2.3s内将DG从电网切除, 如图1 (c) 所示, 之后在2.5s时变电站出线开关S1 重合, 由于重合时DG已从电网脱离, 因此重合成功, 完成瞬时性故障的处理, 如图1 (d) 所示。
(2) 假设A2-A3 之间馈线段发生永久性故障, 首先变电站出线开关S1 跳闸切断故障电流, 如图1 (b) 所示, 之后DG所配置的反孤岛保护动作在2.3s内将DG从电网切除, 如图1 (c) 所示, 之后在2.5s时变电站出线开关S1 重合, 由于重合到永久性故障, 变电站出线开关S1 再次跳闸, 如图2 (a) 所示, 但由于此时DG已经从电网切除, 因此重合闸过程中各个开关经历的故障电流不受DG的影响, 主站直接根据重合闸过程中的故障电流信息判断出故障发生在A2-A3 之间的区域, 遥控负荷开关A2 和A3 分闸以隔离故障区域, 如图2 (b) 所示, 再遥控S1 和A5 合闸以恢复健全区域供电, 得到最终的故障处理结果如图2 (c) 所示。
3 故障恢复策略
3.1 故障发生后DG分类
(1) 根据能否作为备用电源分类
根据故障发生后DG能否作为系统的备用电源可分为BDG (Black-Start DG) 与NBDG (Non Black-Start DG) 。
※ BDG包括联合发电机组、无源逆变器及他励型发电机组等, 此外, 带有储能装置的风能发电及太阳能发电也可归入BDG。这类DG可以作为系统的备用电源;
※ NBDG包括自励型发电机组以及未配备储能装置的风能发电及太阳能发电等。该类DG不能作为系统的备用电源。
(2) 根据与公共电网的连接状况
根据故障发生后DG与公共电网的连接状况可分为SDG (Survived DG) 和NSDG (Non-Survived DG) 。
※SDG是故障发生后仍与公共电网保持并网运行的DG;
※NSDG是在故障发生后与公共电网分离的DG。
3.2 含DG的配电网故障恢复
在制定配电网故障恢复策略之前, 首先给出如下假定条件:
(1) 配电网的自动化水平较高, 可实现远程控制, 并能自动完成故障检测与隔离操作;
(2) 所有DG均可控, 且其操作状态可实时监测。
4 结语
本文首先介绍了分布式接入配电网, 在电能质量、谐波、配电网损耗及继电保护等方面的影响。并针对于架空线路发生瞬时性故障和永久性故障的情况, 分析DG应及时从电网断开, 恢复非故障区域供电, 同时根据DG是否作为备用电源, 制定相应故障恢复策略。
摘要：分布式电源接入配电网后, 改变了原配电网的潮流分布, 导致配电网的故障电流难以预测, 使得配电网继电保护受到严重影响, 甚至是完全失效。针对此问题, 本文分析了当含分布式电源的系统发生永久性故障且重合闸失败后的故障处理方案。并根据单辐射电网的故障恢复策略, 恢复健全区域供电。
关键词：分布式发电,故障处理,重合闸,故障恢复,配电网
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配电网恢复 篇9
1 配网两相接地短路故障区域定位
1.1 故障问题
当某一中性点非有效接地配网出现接地短路故障, 会有以下现象:
(1) 10k V母线的变化, 其零序电压大于阈值。
(2) 接地的两相, 接地点上游的开关出现故障性电流以及断路器跳闸现象, 会对故障性电流进行遮掩、隔断。
常见的两相接地短路故障通常选择配置继电保护的方法, 同时, 明确不同级别保护的整定时间以及具体对应的故障类型。
两相接地故障的类型:
第一, 两个断路器S1, S2具有同样的保护整定时间, 当短路故障出现后, 这两个断路器会同步跳闸, 从而遮断故障, 具体如图1所示。
第二, 同S1, S2相比, 在保护整定时间方面, 断路器J更短, 所以, 当出现两相接地短路故障, 断路器J先动作, 阻断故障电流, 其他的断路器则保持不变, 如图2所示。
第三, 同S1对比起来, 断路器E的保护整定时间更短, 所以, 当出现两相接地短路故障时, 断路器E会先动作, 阻断故障, 对应的S1保持不变。
第四, 出现短路故障后, S1会动作, 隔断故障电流。
1.2 科学定位故障位置
第一, 调动定位程序。如果是一个中性点非有效接地的开关运行配电网, 如果发现以上三种情形, 就能够预测到出现了两相接地短路故障问题。此时, 就应该启动两相接地短路故障定位系统。
第二, 短路区位的判断。假设某一中性点非有效接地的配网, 该配网处于开环工作状态, 出现了m相、n相接地短路, 其中m/n这两相属于以上三种接地情况, 那么, m相接地出现在以最末监测到m相过流开关为端点的下游位置, n相的接地位置判断同于m。
如:在接地故障类型一中, 因为只有开关S1、A通过a相过流, 就能够得出a相出现了接地短路故障, 具体定位于A为端点的下游, 也就是ABC之间的部位。同样, 也正是由于只有开关S2/G/K通过b相过流, 能够得出b相出现了接地短路故障, 具体定位于以K为端点的下游, 也就是开关K/M构成的部位。
1.3 故障信号的收集
要想达到以上故障区位定位的正确判断, 就要加强相关故障信号、信息的搜集与采集。
第一, 地调自动化系统则应朝着配自动化系统传播各类信息, 例如:断路器的状态模式、保护动作情况、零序电压值等等。
第二, 馈线终端单元、故障指示设备等都要朝着配电自动化系统传播信息, 例如:检测到的分相过流情况、开关状态等等。
现阶段, 投建使用的配网自动化系统通常只在线路故障监测的地方设置两相电流互感器, 同时, 配网线路终端的过流信息并非实行分类报告, 取而代之的是合并成统一的过流信息上报, 这种现象很可能造成两相接地短路故障。
2 配网两相接地短路故障的处理
2.1 隔离故障
当配电网出现了两相接地短路问题, 断路器会自动跳闸, 这样就掩饰了线路故障, 然而, 通常无法把接地故障隔断于最小空间内, 针对这一问题, 就应该参照具体的故障定位结论使配网主站通过遥控的方法来隔断故障。
要想将一个故障位置有效隔离开来, 只需要把故障所在区位的端口的开关分别断开, 对于第一类故障, 为了隔断a区域, 就要将开关A/B/C分断。
从相关规程中能看到:中性点非有效接地的配网, 可以让其单相接地, 工作一段, 然而, 这一过程中会导致其他两相对地电压上升, 影响整个线路的绝缘效果。所以, 单相接地工作过程中, 两个接地区域只需将一个隔离开来, 具体的隔离区域的选择标准, 应该确保恢复供电以后, 负荷同样得到恢复。
2.2 两相接地短路故障的供电恢复方法
其主体思想为:确保深受故障影响的负荷可以集中恢复供电, 达到正常的供电水平。
(1) 不易实行单相接地的情况
当出现不能实行单相接地运行的情况时, 可以从以下几步做起, 来想方设法恢复供电。
第一步:明确当时不同开关处的状态, 并将其录入数组W1、W2内, Wij=0, 意味着开关j正在分闸模式, Wij=1, 意味着j正在合闸模式。
第二步:把隔离2处接地位置的开关在W1、W2内设成分闸模式, 同时把待分闸开关装在开关操作队列SW内。
第三步:对于一些健全区位, 也就是可以借助原电源供电, 却处于失电的现象, 就要把开关在W1/W2内设成合闸模式, 同时把对应的待合闸开关根据合闸后所恢复的负荷量, 按照从大至小的规律置于开关行列SW内。
第四步:相反, 对于无法通过原电源来恢复供电的一些深受影响的部分, 同其他馈线之间设有联络开关, 就需要把W2内的联络开关设为合闸状态。
第五步:如果运行状态出现了闭环, 就应该在环路中注重开关的选型, 优选那些分闸后没有孤岛问题的开关, 并在W2内设为分闸状态, 直到消除闭环问题。
第六步:更新算法。对于两相接地短路故障馈线无法依靠原电源获取电能的配网区域, 可以实行通过甩负荷来重构网络, 同时, 相应地更正W2中的开关模式。
(2) 可以单相接地工作的状态
能够进行单相接地时, 要想达到供电恢复, 可以采取以下步骤:
第一步:明确不同开关的状态, 并将其输入数组W1/W2内, 当两处接地出现于同一位置时, 则可采取同上节中类似的方法。相反, 则开展下一步。
第二步:随便选出某一接地区位, 按照第一步中得出的W1/W2的结果, 把接地区域中的开关设成分闸模式, 同时把待分闸开关列进开关操作行列内部。
第三步:实施上一节中第一步至第七步的操作, 得到供电恢复方案, 明确开关操作顺序, 同样把排好的待操作开关依照顺序列入Sw1内。
第四步:再选择一块接地区位, 按照第一步骤得出的W1/W2, 把隔离接地区域的开关在W1/W2。
结语
配网两相接地短路故障具有自身的故障特征、状态与特点, 要科学定位故障, 通过搜集故障信号, 来明确故障发生的区域, 并采取科学的方法进行故障隔离, 并针对故障采用科学的供电恢复方法, 从而维护配网的安全运转。
摘要：配网两相接地短路故障是常见的故障, 影响了配网的安全、稳定运行, 必须采取科学的措施来分析、定位并解决这一故障问题。首先介绍了接地短路故障的现象和如何科学定位故障位置, 然后采用科学的故障处理方法使供电恢复。
关键词：配电网,两相接地短路故障,定位,供电恢复
参考文献
[1]刘健, 赵倩, 程红丽, 等.配电网非健全信息故障诊断及故障处理[J].电力系统自动化, 2010, 34 (07) :50-56.
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配电网恢复 篇10
配电网故障恢复是实现智能电网[1,2]自愈控制的核心关键技术。而由于故障恢复约束和目标繁多、候选方案集庞大, 调度人员很难在最短时间内作出最优恢复决策。因此, 研究实用的配电网故障恢复方案评估方法辅助调度人员快速决策, 对配电网的安全经济运行意义重大[3]。
恢复方案的评估可看作多目标决策问题, 因此多属性决策方法适用于故障恢复方案决策。同时, 实际配电网运行中各节点的负荷时常会发生随机变化, 具有一定的波动性, 致使配电网的最优运行结构也随之改变[4]。由此可见, 在配电网故障发生前后, 各节点的负荷值也可能不同。所以, 基于负荷值固定不变的故障恢复方案不一定对应新负荷情况下的配电网最优运行模式。因此, 有必要研究适应负荷变化的配电网故障恢复方案评估方法。
鉴于此, 本文计及负荷变化对故障恢复的影响, 引入负荷恢复量、负荷容量裕度、开关操作次数、负荷转移量和负荷均衡率5个评价指标, 给出配电网故障恢复评价指标的区间数表示法, 在主客观组合赋权的基础上, 利用灰色关联决策方法对配电网故障恢复方案进行区间评价。
1 配电网故障恢复目标及评价指标
在故障恢复过程中, 应考虑配电系统约束和故障恢复目标[5,6,7,8,9], 一般有: (1) 配电网须保持辐射状运行; (2) 尽可能多地恢复失电区负荷; (3) 尽可能少地操作开关; (4) 系统网损尽可能小; (5) 负荷分配尽可能均衡; (6) 尽可能避免馈线过负荷; (7) 对正常区域影响尽可能小。
为实现故障恢复的主要目标, 本文利用以下评价指标衡量恢复方案的优劣[10]。
(1) 负荷恢复量
故障恢复方案所恢复的非故障失电区域的电流之和为负荷恢复量1I, A。
(2) 负荷容量裕度
馈线负荷容量裕度指馈线的额定负荷与实际负荷的差值。负荷容量裕度越大意味着再次发生故障时配电网的恢复储备容量越高, 恢复能力越强。本文用恢复方案实施后各条馈线负荷容量裕度的最小值作为评价指标I2。
式中:Lf′di为第i条馈线的负荷容量裕度, A;n为馈线数目。
(3) 开关操作次数
开关操作次数I3指故障恢复需要操作的开关次数, 表征开关动作的费用。开关操作次数越少意味着故障恢复成本越小。
(4) 负荷转移量
馈线负荷转移量是指一条馈线可接受的转带负荷量, 本文用恢复方案实施后各条馈线的负荷电流增量的最大值作为评价指标I4。
式中, ΔLfdi为第i条馈线的负荷增量, A。
为恢复供电, 非故障失电区域中的部分或全部负荷转带给相邻馈线, 馈线转移量越小说明故障恢复对原馈线运行的影响越小。
(5) 负荷均衡率
负荷均衡率I5指所有联络开关相邻馈线负荷均衡率的最大值[11]。
式中, iR为第i条馈线的负荷均衡率。
式中:mL、nL为联络开关两侧的负荷值;m、n为属于联络开关TSi的馈线偶中所有电源点的集合。
负荷均衡率越小表征故障恢复后系统的负荷均衡水平越高, 通常网损也越低。
2 区间数与区间数四则运算
2.1 区间数的定义
对于给定的数对aL, aU∈R, R为实数域, 若满足aL≤aU, 定义区间数[12]
其中:aL为区间数A的下端点;aU为区间数A的上端点。若aL=aU, 则定义区间数a=[a L, aU]为点区间数。
2.2 区间数四则运算
对区间数A=[a L, aU], B=[b L, bU]∈I (R) , 区间数的四则运算为
3 故障恢复的区间数灰色关联决策模型
3.1 区间数决策矩阵及其规范化
设有m个恢复方案S={S 1, S 2, , Sm}, n个评价指标I={I 1, I 2, , I n}, 方案Si对指标Ij的属性值为[xLij, xUij] (i=1, 2, …, m;j=1, 2, …, n) 。
定义区间数决策矩阵X为
由于指标量纲不同, 在故障恢复决策时应对X规范化。具体方法如下[12]。
若Ij为效益型, 则
若Ij为成本型, 则
记:规范化决策矩阵R为
其中, rLij, rUij∈[0, 1] (i=1, 2, , m;j=1, 2, , n) 。
3.2 构造理想恢复方案
在R中, 故障恢复评价指标均为越大越好。设
称方案S+={[rLi0, 1, rUi0, 1], [rLi0, 2, rUi0, 2], , [rLi0, n, rUi0, n]}为理想
恢复方案。若有2个及以上恢复方案的 (rLij+rUij) 2相等, 则rUij最大的方案为理想恢复方案。
3.3 灰色关联度计算与恢复方案排序
方案Sj与理想恢复方案S+的区间数关联系数为
式中:ρ∈[0, 1]为分辨系数, 本文取ρ=0.5; , i=1, 2, …, m;j=1, 2, …, n。
方案Sj与理想恢复方案S+的区间数关联度为
式中, Aj为各评价指标的权重。
按gj的大小对恢复方案排序, 确定最优方案。
4 故障恢复评价指标权重的确定
本文在对故障恢复评价指标赋权时采用主客观组合赋权法, 主观赋权采用层次分析法 (Analytic Hierarchy Process, AHP) [13], 客观赋权采用区间数熵权法[14], 使故障恢复评价指标的权重更为科学。
4.1 层次分析法赋权
评价指标的相对重要度评价见表1。
按相对重要度写出判断矩阵B。
其中, bij=wi wj为指标i对j的重要度。
记BW=λmaxW中最大特征值为λmax, 对B进行一致性检验。若满足一致性, 则λmax对应的特征向量即为各评价指标的权重W= (w 1, w2, , wn) 。
采用CR检验B的一致性
式中:CI= (λmax-n) (n-1) , n为矩阵阶数;RI是矩阵的随机指标, 详见表2。
若CR≥0.1, 说明B中各元素bij的估计一致性较差, 应对判断矩阵加以调整, 重新估计;若CR<0.1, 说明B中元素估计一致[13]。
4.2 区间数熵权法赋权
故障恢复区间数决策矩阵中的元素为区间数, 在采用熵权法赋权前须量化决策矩阵。
引入区间数相离度[14]:
设a=[a L, aU], b=[b L, bU]为两区间数, 令
称D (a, b) 为区间数a, b的相离度。
区间数熵权法的步骤为
STEP1将X= ([x Lij, xUij]) m×n转化为相离度矩阵D= (d ij) m×n, 其中dij=D (x ij, x*ij) , x*ij为理想指标值。
STEP2利用
将D= (d ij) m×n规范化为
STEP3求指标Ij下的熵
其中, k=-1 ln m为常数, 0≤Ej≤1。
STEP4计算各评价指标的熵权
4.3 组合赋权
根据层次分析法和熵权法得到的权重Wj和Vj, 利用式 (20) 计算故障恢复评价指标的主客观综合权重。
5 计及负荷变化的故障恢复区间决策
5.1 计算流程
综上所述, 计及负荷变化的配电网故障恢复区间数灰色关联决策评估计算流程如图1所示。
5.2 算例测试
本文采用图2所示的六馈线配电网络验证故障恢复区间数灰色关联决策方法的有效性。其中, Si为电源, CBi为断路器, Ai~Ei、Gi为开关 (B6、C1、C5、D1、D5、E3、E4、G4为联络开关) , Fi为馈线, Zi为供电区域。系统参数见文献[10]。该网络中, Z16区域 (馈线F2出口处) 发生永久性故障。
假设所有馈线负荷的变化范围为δ=±5%, 即负荷电流值Il的区间数表示为[I lL, IlU]=[0.95I l, 1.05I l]。
根据区间数加减运算法则, 可计算出各恢复方案的负荷恢复量指标1I、负荷容量裕度指标I2、负荷转移量指标I4的区间数。
由于开关操作次数指标I3为一定值 (即点区间数, I3L=I3U) , 在参与评价计算时, 开关操作次数指标I3的区间数表示为I3=[I 3L, I3U]=[I 3, I 3]。
根据区间数除法运算法则A/B=[a L, aU]⋅[1/bU, 1/bL], 若0∉B, 馈线偶的负荷均衡率Ri=max[Lm, L n]/min[Lm, L n], 负荷均衡率指标I5=max{R 1, R2, , R n}, 可计算出各恢复方案负荷均衡率指标I5的区间数。
利用文献[10]的方法形成故障恢复候选方案集, 根据区间数表示方法, 计算出各评价指标的区间数, 如表3所示。
表3中6个故障恢复方案具有一定的代表性, 方案S1存在馈线过载的可能, 方案S2不能完全恢复非故障失电区域的供电, 其他方案在负荷容量裕度、开关操作次数、负荷转移量和负荷均衡率等指标上均有差异。
STEP1由表3中评价指标的区间数, 写出区间数决策矩阵X。
STEP2规范化X。
在故障恢复评价指标中, 指标1I、2I为效益型, 指标35I~I为成本型。
由式 (7) 和式 (8) 得规范化决策矩阵R。
STEP3由式 (10) 构造理想恢复方案S+。
S+={[0.1601, 0.1955], [0.1909, 0.8136], [0.2198, 0.2198], [0.2559, 0.3126], [0.1700, 0.2536]}
STEP4确定故障恢复评价指标的权重。
设负荷恢复量指标1I对负荷容量裕度指标I2、开关操作指标I3、负荷转移量指标I4、负荷均衡率指标I5的相对重要度分别为6、5、4和3;指标I2对指标I3、I4、I5的相对重要度分别为1/3、1/2和1/5;指标I3对指标I4、I5的相对重要度分别为3和1/3;指标I4对指标I5的相对重要度为1/4。
由式 (13) 写出判断矩阵B。
由BW=λmaxW, 得λmax=5.2766
由式 (14) 得CR=0.0617<0.1, B满足一致性。因此, λmax对应的特征向量为指标权重W。
由式 (15) , 将X转化为相离度矩阵D。
由式 (16) 得规范化矩阵P为
由式 (18) 和式 (19) 得各评价指标熵权V为
由式 (20) 得各评价指标综合权重A为
STEP5由式 (11) 计算区间数关联系数矩阵Δ。
STEP6计算灰色关联度, 对故障恢复方案排序。
由式 (12) 得区间数灰色关联度G为
即故障恢复方案排序为:S3>S1>S4>S6>S5>S2。
通过算例测试可知, 区间数灰色关联决策方法能有效解决负荷变化情况下的故障恢复方案评估问题。在权重确定上, 采用的组合赋权法能综合考虑主、客观信息, 使故障恢复方案具有较高的可信性, 可为配电调度人员提供科学的辅助决策。
6 结论