1、1一种新型配电网的运用与探讨摘要：本文将配电网络规划中出现的如图 1 中 A 虚线，框内所示的一种新型接线, 将其处理成 T1 型接线,从而可很好地将这种接线融合于变结构耗散网络中。针对这种接线,文章在配电网络故障恢复中, 提出了一种改进的变结构耗散网络故障恢复算法。 关键词：新型；配电网络；接线处理；改进算法 中图分类号：TM421 文献标识码：A 1.负荷均衡优化改进算法 一般在配电网络中, 用于大型的专业用户或综合型供电线路的变电所设计时。为了进一步提高安全系数会在其馈线的交接处设置某种形式的隔离设备( 隔离开关、 负荷开关等) ,如图 1 中的 A 虚线框内的馈线接线方式( 采用隔离开
2、关、 负荷开关)。 图 1 新型接线图 图 2 T1 型接线图 这种结构与一般配电网络的 T 型接线不同（如图 1 中的 B 虚线框内接线方式,即馈线之间直接相联）通过分析可知,图 1 中的 A 虚线框内的馈线接线方式在配电线路故障点的隔离、 供电恢复和负荷均衡优化方面具有较强的运行操作性和分析计算的灵活性。当然, 隔离设备的投资也2将增加。作为一种新型的分析配电网络的模型, 变结构耗散网络 1 分析方法在实际的运用中较为广泛。但在配电网络优化重构的过程中, 如果采用变结构耗散网络的一般处理方法, 即将图 1 中的 A 虚线框内的馈线接线视为 T 型接线进行分析, 也未尝不可,但这样做无法体现
3、这种新型接线在配电网络运行时所具备的较强灵活性(后面的实例将证明这一点) 。因此需在变结构耗散网络一般处理方法的基础上, 寻求一种更为有效的方法。 2.将新型接线处理成 T1 型接线 图 1 中的 A 虚线框内的馈线接线在变结构耗散，网络中一般可看作由三个顶点( 即图 1 中的 1、 2、 3,在图 2 中对应为 10、 11、 12 顶点)组成。当配电网络运行时,两顶点之间的隔离开关或负荷开关闭合,则用实线连接(在变结构耗散网络中可以看成是两个顶点内的弧,其负荷为 0,在负荷矩阵中用- 1 标记,表示不参与负荷均衡计算, 同时又有别于负荷为 0 的弧 ) ,即将顶点状态设置为合 , 如图 2
4、 中的 10、 11。否则当两顶点之间的隔离开关或负荷开关断开时,则用虚线连接,但如果这两个顶点与第三顶点是实线连接,那么此顶点状态仍然设置为合(如图 2 中的11、 12 顶点) ,否则此顶点状态设置为分。本文把经过这样处理的图 1 中 A 虚线内的馈线接线在变结构耗散网络中称为 T1 型接线,图 2 中的10、 11、 12 之间的连接关系便是 T1 型的一种接线模型,其在变结构耗散网络中可以视为 3 个耦合点,但不再同于一般 T 型接线中的耦合点,因此本文中将其称为 T1 型耦合点。这样就能很好地把图 1 中的 A 虚线内的馈线接线融合于变结构耗散网络中。经过这样的处理,对含有新型接线3
5、的配电网络, 就可以在其重构优化的过程中,无需将 T1 型接线转化 T 型接线, 然后再用一般的方法进行重构, 而是寻找一种新的方法来重构。在图 2 中电源点分别为 5、 7、 9。例如, 1( 75) 表示节点 1( M 1 ) 的顶点负荷( l 1 1 ) 为 75,节点 1( M 1 )与节点 10( M 10 )间的( 25)表示弧中负荷( l ( 1, 1 0) ) 为 25。下面就 T1 型接线在配电网络故障隔离和恢复中的运用及其产生的改进算作具体描述, 其他重构优化算法可以此类推。 3.在故障隔离的恢复优化中的运用及其改进算法流程 本文在文献 1提供恢复算法的基础上,针对含有 T
6、1 型接线的配电网络的故障恢复算法作了改进: 当某个区域发生故障后, 通过过热弧搜寻方法,可以将故障区域的端点放入故障区域的数组 GD 中, 并建立节点性质矩阵 TX (一般性质节点设置为 0, T 型节点设置为 1, T1 型节点设置为 2)。为了得到最优恢复方案, 需要设置恢复方案矩阵组 TG1 , TG2, TGk , 源点归一化负荷矩阵 BL1 , BL2 ,BLk ,其中 K 为最大回复方案数。根据源点归一化负荷矩阵 BL, 可以计算出每种方案的恢复负荷比率 RLC。假设 C1 为故障前的弧结构矩阵, C2 为隔离了故障区段的弧结构矩阵, 显然 C3= C1 - C2 就是隔离故障区
7、段前后网络结构差别的部分。根据 C3 可以得出差别部分区域的所有端点。具体方法就是（详见参考文献 1）:别区域的端点是满足以下条件, 出度为 1 且入度为 0,或入度为 1 且出度为 0,当然这些端点包含故障端点。对照 TX,判断故障端点的性质, 若为一般性质的端点,则去除故障端点,将剩下的端点分别合上;若为 T1 型端点,则去除故障区域的端4点,将剩下的端点包括故障端点其相邻的 T1 型端点也同时合上,则又分别对应几种恢复方案,最后一种恢复方案是将 T1 型故障端点相邻的 T1 型端点同时打开, 其他顶点同时合上。针对每一种恢复方案计算恢复负荷比率系数(恢复负荷比率系数为连通系中所有可能非故
8、障电源点中最小归一化负荷与最大归一化负荷之比,用 RLC 表示) ,最后选择系数最大的方案为最优方案。 4.一般恢复算法的计算及比较 运用参考文献 1所提供的一般故障恢复方法,对图 2 所示的连通系故障进行恢复, 发现其把 10、11、 12 三个 T1 型耦合节点当作一个 T 型节点来处理,这样得到故障恢复图, 如图 3 所示。可以看出:顶点 10、 11、 12 都在故障范围内,没有充分利用 T1 型接线的灵活性,这将造成很大面积的停电,从而降低供电可靠率。 图 3 一般算法恢复方案图 通过上述改进故障恢复算法和一般故障恢复算法对同一连通系相同故障的恢复,不难看出,改进算法与一般算法最大的
9、区别在于对 T1 型接线的处理和运用: 通过判断故障端点是否为 T1 型耦合节点,来设置其相邻的 T1 型耦合节点状态,从而达到最优的恢复效果,充分体现了 T1 型接线在故障恢复中的灵活性。而一般算法中, 将 T1 型接线中的 3 个节点(图2 中 10、 11、 12) 当作一个 T 型耦合节点来处理,无法达到最优的恢复效果,同时也浪费了城网建设的投资。 5.结束语 5综上所述，通过对一个实例的运用, 并将恢复结果与一般算法作了比较,证实了对这种接线处理的正确性和改进算法的可行性,同时也充分体现了 T1 型接线在配电网重构中的灵活性。这种接线的处理方法及其故障恢复改进算法,对于实际运用将具有较好的参考实用价值。 参考文献: 1刘健.变结构耗散网络M . 北京: 中国水利水电出版社, 2001. 2刘健,程红丽. 面向配电自动化的配网数据结构 J . 电力系统自动化, 2001, 25( 13) : 34 - 37. 3Lakervi E, Holmes E J. Electrici ty distribution network desi gn( 2nd Edition) M . Peter Peter Peregrinus Ltd, 1995.
