電力系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃5分布式電源

分布式電源的優(yōu)化規(guī)劃配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源的選址和定容思索分布式電源調(diào)峰的配電網(wǎng)規(guī)劃配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中

分布式電源的選址和定容引言分布式發(fā)電(DG)是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模(發(fā)電功率在數(shù)千瓦至50MW的小型模塊)、分散式的方式布置在用戶附近，可獨立地輸出電能的系統(tǒng)。分布式發(fā)電設(shè)備主要包括以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機、微型燃?xì)廨啓C、風(fēng)力發(fā)電、光伏電池等。引言分布式發(fā)電具有投資省、損耗低、系統(tǒng)可靠性高、選址容易、效率高、能源種類多樣等優(yōu)點，將成為21世紀(jì)電力工業(yè)的開展方向之一。已有研討指出到2021年，新增分布式電源總?cè)萘繉⒄夹略鲭娫纯側(cè)萘康?0%。隨著分布式發(fā)電技術(shù)的逐漸推行，對配電網(wǎng)的節(jié)點電壓、線路潮流、短路電流、網(wǎng)絡(luò)可靠性等都會帶來影響，且其影響程度與分布式電源的位置和容量親密相關(guān)。因此，合理選擇分布式電源的位置和容量非常重要。國外已有一些學(xué)者對分布式電源的選址和定容問題進展了研討。文獻[7]在給定分布式電源容量情況下，采用解析法研討了單條輻射線路上分布式電源的最優(yōu)安裝位置。該模型假定負(fù)荷沿饋線按一定規(guī)律分布(如均勻分布、遞增分布、遞減分布等)，但實踐配電網(wǎng)中負(fù)荷分布往往是隨機的。文獻[8]討論了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷值及負(fù)荷點個數(shù)均不變情況下的分布式電源優(yōu)化規(guī)劃問題，沒有思索到網(wǎng)絡(luò)擴展的情況。文獻[10]在分布式電源位置和容量不確定的條件下，運用延續(xù)消除法優(yōu)化了輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源的位置和容量。文獻[11]在分布式電源個數(shù)、位置和容量均未知的條件下，采用遺傳算法對分布式電源的位置和容量進展了優(yōu)化，但該方法只思索了原有負(fù)荷節(jié)點負(fù)荷值添加情況下的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)擴展規(guī)劃，未思索新增負(fù)荷節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的影響，具有一定的局限性本文思索了配電網(wǎng)擴展規(guī)劃條件下新增負(fù)荷節(jié)點的情況，根據(jù)新增負(fù)荷總量確定待建分布式電源的總?cè)萘浚诜植际诫娫磦€數(shù)、位置和單個電源容量均不確定的情況下，以網(wǎng)絡(luò)建立本錢與運轉(zhuǎn)費用為目的函數(shù)，運用遺傳算法對分布式電源的位置和容量進展優(yōu)化。對于遺傳算法中每個分布式電源位置和容量方案，再運用基于支路交換的模擬退火算法進展網(wǎng)絡(luò)擴展規(guī)劃。遺傳搜索終止時得到分布式電源和配電網(wǎng)絡(luò)的綜合優(yōu)化方案。計及分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃模型配電網(wǎng)規(guī)劃的目的是根據(jù)電源開展及負(fù)荷增長情況合理地確定假設(shè)干年后的目的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，使其在保證平安可靠的前提下到達(dá)經(jīng)濟上的優(yōu)化。本文采用最小化配電網(wǎng)年費用F作為優(yōu)化目的函數(shù)，那么計及分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型為:為折算到每年的線路投資及運轉(zhuǎn)費用。為支路總數(shù)；為0-1變量，0表示第i條支路未被選中，1表示被選中；為第i條支路的固定投資費用，假設(shè)為已有線路，其值為0；為單位電價〔元/kwh〕；為第i條支路的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)；為第i條支路上的有功損耗；為第i條線路的檢修、維護費用；為第i條支路的固定投資年平均費用系數(shù)；為折算到每年的分布式電源投資及運轉(zhuǎn)費用。為接入配電網(wǎng)的分布式電源個數(shù)；為第i個分布式電源的固定投資年平均費用系數(shù)；為第i個分布式電源的固定投資費用；為第i個分布式電源的年電量損失總值；為第i個分布式電源的檢修、維護費用；由于分布式電源的出力遭到諸如風(fēng)速、太陽輻射強度等不確定性因索的影響，假設(shè)分布式電源總?cè)萘克急壤^高，將導(dǎo)致系統(tǒng)的電能質(zhì)量下降，因此，以上模型的約束條件中思索了分布式電源的總?cè)萘考s束。有如下定義:計及分布式電源的線路負(fù)載才干和配電網(wǎng)潮流銜接到配電網(wǎng)的分布式電源所采用的模型既可簡化為PV節(jié)點，也可以是PQ節(jié)點，本文將其當(dāng)成具有恒定功率因數(shù)的PQ節(jié)點。由于分布式電源的位置普通接近負(fù)荷中心，本文假設(shè)分布式電源的位置在負(fù)荷節(jié)點上。計及分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃必需思索分布式電源對線路負(fù)載才干和配電網(wǎng)潮流的影響。圖1所為帶分布式電源的簡單輻射線路。當(dāng)分布式電源接到末端負(fù)荷節(jié)點上時，經(jīng)過線路的有功和無功都將減少，這就使得該條線路末端的負(fù)荷值可以超越?jīng)]有分布式電源時線路容量所允許的負(fù)荷值，從而改動了線路的負(fù)載才干;而假設(shè)分布式電源加在線路的變電站節(jié)點上，那么只能改動電源的總?cè)萘?，而不能改動線路的負(fù)載才干。圖2所示為一條輻射型途徑，在該途徑的第i個負(fù)荷節(jié)點上安裝有分布式電源，根據(jù)節(jié)點上的負(fù)荷有功與分布式電源的有功之間的大小關(guān)系，負(fù)荷與配電網(wǎng)間的有功流動有如下3種情況:求解戰(zhàn)略由于遺傳算法具有的全局搜索才干強等優(yōu)點，思索到分布式電源選址和定容的特點，本文采用遺傳算法優(yōu)化分布式電源的位置和容量。圖3為配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源選址和定容的流程。染色體編碼采用變長度的整數(shù)編碼，單個分布式電源的信息用信息對(Ci,Ni)表示，其中Ci為該分布式電源容量編號，Ni為該分布式電源位置編號，一個分布式電源位置和容量方案個體是由假設(shè)干個一一對應(yīng)的Ci和Ni組成的，如下式所示：編碼長度與分布式電源的接入比例以及選擇的每個分布式電源的容量相關(guān)。產(chǎn)生分布式電源位置和容量的初始群體在優(yōu)化過程中，首先要處理的是初始解的產(chǎn)生方法，初始解普通用隨機方法產(chǎn)生。分布式電源位置和容量初始解的產(chǎn)生步驟如下:1〕計算待規(guī)劃配電網(wǎng)新增負(fù)荷的總?cè)萘?，根?jù)給定的分布式電源接入比例，確定分布式電源的總?cè)萘俊?)反復(fù)從分布式電源的待選容量集合中隨機選取1個元素，直至已選的分布式電源總?cè)萘康扔诓襟E1確定的結(jié)果。產(chǎn)生分布式電源位置和容量的初始群體3)對步驟2中生成的分布式電源容量方案，從允許建立分布式電源的負(fù)荷節(jié)點集合中隨機選取數(shù)量與容量方案所含容量個數(shù)相等的元素作為該分布式電源容量方案的初始位置，并把每個分布式電源隨機地安裝在一個節(jié)點上，一個節(jié)點只能有一個分布式電源。這樣就產(chǎn)生一個分布式電源的位置和容量方案個體。假設(shè)遺傳算法的群體規(guī)模為M，那么需求反復(fù)調(diào)用上述過程中的步驟2和步驟3共M次以生成遺傳算法的初始群體。計及分布式電源的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃得到分布式電源位置和容量方案個體后，本文采用基于支路交換的模擬退火算法進展網(wǎng)絡(luò)擴展優(yōu)化規(guī)劃。基于支路交換的模擬退火算法支路交換法的根本思想如下:從一個初始的輻射型網(wǎng)絡(luò)開場，閉合一條聯(lián)絡(luò)支路，構(gòu)成一個回路。再將該回路中的某一支路斷開，構(gòu)成一個新的輻射型網(wǎng)絡(luò)，判別新的網(wǎng)絡(luò)對于給定的目的函數(shù)能否更優(yōu)，是那么將該解設(shè)置為當(dāng)前解，否那么當(dāng)前解不變。反復(fù)上述過程，直到目的函數(shù)不能改動或已得到了規(guī)劃人員稱心的解為止。由于支路交換法的每一步涉及的只是網(wǎng)絡(luò)的一個很小的部分，因此可以充分利用舊解獲得新解，計算量小，效率高。模擬退火法：模擬退火法是一種將組合優(yōu)化問題與統(tǒng)計力學(xué)中的熱平衡問題類比，經(jīng)過模擬退火過程及Metropolis抽樣法，有效地繞開部分最優(yōu)解，以較大的概率找到全局最優(yōu)解，而且最終解與初始解無關(guān)。遺傳操作的實現(xiàn)遺傳算子主要包括選擇、交叉和變異算子，經(jīng)過對群體進展遺傳操作，得到下代個體。本文的遺傳操作主要是針對個體中的分布式電源信息進展每次遺傳操作過程中調(diào)用M/2次交叉操作，以產(chǎn)生包含M個個體的下代群體然后對新群體的每個個體按一定概率進展變異操作最后需進展選擇算子以保管前代群體中的優(yōu)質(zhì)個體本文采用的3種算子如下。選擇算子本文所采用的選擇(復(fù)制)算子采用最優(yōu)保管戰(zhàn)略，即前代群體中順應(yīng)度最高的幾個個體直接交換掉當(dāng)前群體中順應(yīng)度最低的等量個體，這樣就保證了當(dāng)前群體中的最優(yōu)個體的順應(yīng)度不低于前代群體的順應(yīng)度。交叉算子本文采用的交叉算子為改良的均勻交叉算子，首先用均勻交叉產(chǎn)生2個個體，即對2個個體中同一負(fù)荷節(jié)點上的分布式電源容量Ci進展概率為0.5的交換，假設(shè)負(fù)荷節(jié)點在2個個體中都沒有帶分布式電源，那么不需進展交換。然后再根據(jù)各個體的分布式電源總?cè)萘?，分別進展以下處置:交叉算子1〕當(dāng)分布式電源總?cè)萘看笥谒杩側(cè)萘繒r，從該個體中隨機去掉某個負(fù)荷節(jié)點上的分布式電源，直到總?cè)萘坎淮笥谒杩側(cè)萘?。假設(shè)小于那么執(zhí)行處置第2個處置方案;而等于那么執(zhí)行第3個處置方案。2〕分布式電源總?cè)萘啃∮谒杩側(cè)萘繒r，按以下2種情況處置：當(dāng)兩者之差絕對值大于或等于最大待選容量時，從一切待選分布式電源中隨機選取容量類型;小于最大待選容量時，從小于容量差絕對值的待選容量中隨機選取容量類型。然后隨機安裝在允許建但還沒有分布式電源的負(fù)荷節(jié)點上，直到容量差絕對值小于最小待選容量或剛好滿足接入比例約束。3〕當(dāng)分布式電源總?cè)萘康扔谒杩側(cè)萘繒r，無需處置。變異算子采用交換變異算子，對于一個分布式電源位置和容量方案個體，假設(shè)在0,1之間隨機產(chǎn)生的數(shù)小于等于變異概率，那么對該個體中恣意2個帶有分布式電源的負(fù)荷節(jié)點Ni,Nj(i,j=1,2,...,nDG)上的分布式電源容量Ci,Cj進展交換，得到一個下代個體。假設(shè)一個個體如下所示：假設(shè)隨機選取的2個負(fù)荷節(jié)點號分別為Ni,Nj，那么變異后得到的下代個體C',N'如下:搜索終止條件遺傳優(yōu)化搜索的終止條件有以下3個，滿足任何一個條件搜索就終了。1)遺傳操作中延續(xù)前后2代群體中最優(yōu)個體的順應(yīng)度變化率在某個限定的恣意小正數(shù)。所確定的范圍內(nèi)，即滿足:式中:Fnew為新產(chǎn)生的樣體中最優(yōu)個體的順應(yīng)度，F(xiàn)old為前代樣體中最優(yōu)個體的順應(yīng)度。2)到達(dá)最優(yōu)解延續(xù)不變最大代數(shù)C。3)到達(dá)遺傳操作的終止代數(shù)T。優(yōu)化過程終了后，得到順應(yīng)度較高的幾個個體均可以作為參考方案來指點實踐電網(wǎng)的規(guī)劃任務(wù)。算例分析按照本文引見的方法，對某城市部分配電網(wǎng)進展了分布式電源的選址、定容和網(wǎng)絡(luò)擴展規(guī)劃。圖4中實線為已有線路，虛線為待選線路，節(jié)點1~節(jié)點3為配電站節(jié)點，其他均為負(fù)荷節(jié)點，其中節(jié)點33~節(jié)點57為新增負(fù)荷節(jié)點。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中允許接人分布式電源的節(jié)點為節(jié)點14~節(jié)點59。待選單個分布式電源的容量為CX100kVA(C=1,2,…,6〕。分布式電源的功率因數(shù)為0.9，增長負(fù)荷總量只思索新增負(fù)荷節(jié)點的負(fù)荷總量，接入比例為20%。遺傳算法參數(shù)特別是交叉概率、變異概率的選取，本文參考文獻[13]并針對配電網(wǎng)規(guī)劃問題的特點以及多個配電網(wǎng)規(guī)劃實例得到的結(jié)果進展，參數(shù)如下：群體大小M=60，交叉概率Pc=0.8，變異概率Pm=0.05，最優(yōu)保管個數(shù)取2，最優(yōu)解延續(xù)不變最大代數(shù)C=5，終止代數(shù)T=50，收斂判據(jù)ε=0.0001。文獻[11]曾經(jīng)給出了在配電網(wǎng)規(guī)劃中可以得到較好結(jié)果的模擬退火算法參數(shù)值，本文運用其參數(shù)的取值，在此不再列出。表1為采用本文模型和算法得到的分布式電源位置、容量的優(yōu)化結(jié)果。分布式電源位置、容量及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案如圖5所示，圖中空心節(jié)點表示裝有分布式電源的負(fù)荷節(jié)點。由于分布式電源對線路潮流的影響，可以看出絕大部分分布式電源都位于輻射線路的中末端。從表2中可以看出，方案1中由于分布式電源對線路負(fù)載才干和配電網(wǎng)潮流的影響，使得方案1線路投資本錢和線路損耗本錢均低于方案2，特別是損耗本錢方面減少了將近30%。思索到如下因索:①分布式電源的接入使得該部分網(wǎng)絡(luò)中配電站可以供電的負(fù)荷總量添加以及我國社會用電緊張;②分布式發(fā)電的接入可以帶來宏大的社會和經(jīng)濟效益;③分布式發(fā)電所用的能源很多是可再生能源，對國家能源戰(zhàn)略有重要意義。因此方案1與方案2進展比較時沒有思索分布式電源的本錢。結(jié)論分布式發(fā)電在電力系統(tǒng)中將發(fā)揚重要作用，對分布式電源進展選址和定容可以得到更好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果。本文運用遺傳算法對有新增負(fù)荷節(jié)點的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源的位置和容量進展優(yōu)化，對遺傳算法中每個分布式電源位置和容量方案，運用基于支路交換的模擬退火算法進展網(wǎng)絡(luò)擴展規(guī)劃，對分布式電源和網(wǎng)絡(luò)的綜合規(guī)劃結(jié)果進展經(jīng)濟性評價以衡量個體方案的優(yōu)劣。經(jīng)過對實踐算例的分析，本文方法得到大部分位于輻射線路中末端的分布式電源方案。此外，經(jīng)過對有與沒有分布式電源時的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃結(jié)果的比較，可以看出分布式電源的接人降低了配電網(wǎng)的線路投資和損耗本錢，同時思索到分布式發(fā)電帶來的宏大社會和經(jīng)濟效益，分布式電源接入配電網(wǎng)具有非常重要的作用。參考文獻王成山，陳愷，謝瑩華，等.配電網(wǎng)擴展規(guī)劃中分布式電源的選址和定容，電力系統(tǒng)自動化，2006，30〔3〕：38-43.王成山，鄭海峰，謝瑩華.計及分布式發(fā)電的配電系統(tǒng)隨機潮流計算，電力系統(tǒng)自動化，2005，29〔24〕：39-44.倪秋龍，黃明翔.基于支路交換的模擬退火算法在配電網(wǎng)規(guī)劃中的運用.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2000，12〔4〕：31-35.討論疑問分布式電源的年電量損失算法的效率問題改良1〕目的函數(shù)運營商，用戶分布式電源的隨機性可靠性2〕優(yōu)化算法解空間約減思索分布式電源調(diào)峰的配電網(wǎng)規(guī)劃引言隨著電力市場的逐漸深人，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。通常，規(guī)劃者首先預(yù)測規(guī)劃程度年內(nèi)的最大負(fù)荷，以投資本錢最小為目的，然后采用優(yōu)化方法確定最優(yōu)規(guī)劃方案。這種基于最大負(fù)荷的規(guī)劃方法往往需求大量投資，不僅添加了投資風(fēng)險，而且電力設(shè)備利用率不高，其弊端表如今夏季負(fù)荷激增所導(dǎo)致的電力供應(yīng)短時缺乏，為滿足短時峰荷用電，供電公司不得不添加投資。而隨著負(fù)荷峰谷差的不斷增大，電力設(shè)備利用率逐年下降。近年來，分布式電源(DG)以經(jīng)濟、靈敏、環(huán)保以及可防止或延緩電網(wǎng)建立的特點遭到規(guī)劃人員的關(guān)注。作為配電網(wǎng)增容的替代方案，文獻[4]提出思索DG增容的配電網(wǎng)規(guī)劃模型；文獻[5-6]從供電公司的角度，給出了市場條件下DG規(guī)劃模型，并采用啟發(fā)式方法求解；文獻[7]提出配電網(wǎng)最大化DG容量的規(guī)劃模型，采用線性規(guī)劃方法求解；還有文獻在DG位置曾經(jīng)確定的條件下，討論了規(guī)劃DG容量的問題；由于DG經(jīng)濟、靈敏的特點，因此還被用來處理不確定情況下的配電網(wǎng)規(guī)劃問題。此外，目前已有文獻討論包含DG的配電網(wǎng)擴展規(guī)劃問題。文獻[10]研討了多負(fù)荷程度下計及節(jié)能調(diào)度的配電網(wǎng)DG優(yōu)化配置問題，并實現(xiàn)了主從方式與對等方式相混合的并行算法；思索到DG對配電網(wǎng)潮流和線路負(fù)載才干的影響，文獻[11]運用支路交換和模擬退火算法擴展規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，同時采用遺傳算法綜合優(yōu)化DG的位置和容量。本文針對傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法的缺乏，提出引入DG調(diào)峰的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。該方法從供電公司的角度，以線路投資、網(wǎng)絡(luò)損耗和DG投資以及DG調(diào)峰所添加的附加費用之和最小為目的，采用遺傳算法規(guī)劃未來配電網(wǎng)絡(luò)。本文充分利用配電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)時呈放射狀的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造特點，提出用一種操作簡單的啟發(fā)式方法確定DG的位置和容量，以消除配電網(wǎng)架在最大負(fù)荷程度下的支路過載，有效減小了問題求解難度。配電網(wǎng)的負(fù)荷繼續(xù)曲線如圖1所示。為滿足最大負(fù)荷下的供電要求，傳統(tǒng)規(guī)劃方法是直接按照規(guī)劃程度年內(nèi)的最大負(fù)荷Lmax規(guī)劃網(wǎng)架。而假設(shè)能按照低于負(fù)荷峰值的負(fù)荷程度L0規(guī)劃網(wǎng)架，同時配備一定容量的可調(diào)度DG，用以滿足最大負(fù)荷下的用電需求，一旦負(fù)荷超越L0，投人DG參與調(diào)峰，勢必更加經(jīng)濟。確定用于網(wǎng)架規(guī)劃的負(fù)荷程度L0非常關(guān)鍵，由于L0太高(接近Lmax)能夠會得到與傳統(tǒng)規(guī)劃方法一樣的網(wǎng)架，從而失去引人DG調(diào)峰的意義。相反，L0太低那么需添加更多的DG投資，反而不經(jīng)濟。本文從場景技術(shù)出發(fā)，在不同的L0取值場景下分別確定相應(yīng)的規(guī)劃方案，然后從一切方案中尋求最優(yōu)解。目的函數(shù)以供電公司年費用作為目的函數(shù)假設(shè)不思索DG，配電網(wǎng)擴展規(guī)劃的年費用主要包括線路投資年費用和損耗費用；假設(shè)思索DG調(diào)峰，那么還需添加DG投資年費用和附加費用。雖然引入DG調(diào)峰將產(chǎn)生運轉(zhuǎn)本錢(DG的燃料費用)，但相應(yīng)電量不從發(fā)電商購買，無需支付購電費用，其差值即為附加費用。目的函數(shù)如下所示：為網(wǎng)架投資年費用，包括線路投資年費用和損耗費用；為調(diào)峰費用，包括DG投資年費用和附加費用；分別為第i條新建線路的投資和第j臺DG機組的投資；分別為線路和DG投資年費用系數(shù)；為新建線路的數(shù)量和一切線路的數(shù)量；為DG機組數(shù)量；為最大負(fù)荷年利用小時數(shù)；分別為最大負(fù)荷程度Lmax下第i條線路的電流值和電阻值；為DG運轉(zhuǎn)本錢；為購電價錢；為第j臺DG機組的有功出力為圖1所示負(fù)荷繼續(xù)曲線L(t)上，負(fù)荷程度L0對應(yīng)的負(fù)荷繼續(xù)時間。約束條件所需滿足的約束條件包括L0和Lmax這2種負(fù)荷程度下的配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)約束以及DG運轉(zhuǎn)約束，詳細(xì)如下:1)配電網(wǎng)放射狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造約束經(jīng)過遺傳編碼和解碼戰(zhàn)略可確保每個網(wǎng)架正常運轉(zhuǎn)時均為放射狀構(gòu)造，第3節(jié)中有詳細(xì)表達(dá)。2)負(fù)荷程度L0下的運轉(zhuǎn)約束在負(fù)荷程度L0下，DG不投入運轉(zhuǎn)，此時，節(jié)點電壓需維持在允許值內(nèi)，即有:同時，線路上的潮流也必需滿足熱容量約束:3)最大負(fù)荷程度Lmax下的運轉(zhuǎn)約束在最大負(fù)荷程度Lmax下，DG投人運轉(zhuǎn)，此時仍需滿足節(jié)點電壓約束和線路容量約束:4)DG運轉(zhuǎn)約束DG出力受DG最大容量的限制，即有:為第j臺DG機組的裝機容量。此外，潮流反向?qū)⒂绊戨妷撼潭确植迹妓鞯疆?dāng)前配電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)方式，安裝在負(fù)荷中心的DG只對該節(jié)點負(fù)荷供電，因此有:為第j臺DG機組的視在功率;為第j臺DG機組所在節(jié)點的最大負(fù)荷;消除支路過載的DG選址定容按照負(fù)荷程度L0所規(guī)劃的配電網(wǎng)架在最大負(fù)荷程度Lmax下運轉(zhuǎn)時，通常會產(chǎn)生支路過載和節(jié)點電壓降低。而節(jié)點電壓降低又是由于線路負(fù)載過重而導(dǎo)致沿線電壓降增大。因此，本文主要從消除支路過載的角度來思索DG的選址定容，所提出的選址定容方法基于以下前提和假設(shè):1)假設(shè)各負(fù)荷中心均配置了無功補償安裝，因此各節(jié)點的功率因數(shù)維持在給定程度。2)從減小DG運轉(zhuǎn)維護任務(wù)量出發(fā)，盡能夠減少DG布點.配電網(wǎng)運轉(zhuǎn)時呈放射狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，任一支路潮流只受沿潮流方向以后的節(jié)點功率的影響。下面以圖2為例論述其中聯(lián)絡(luò)。假設(shè)有4條支路過載，分別是支路1-2,3-4,5-6,5-13;節(jié)點4,6,12,14為DG安裝的待選節(jié)點。過載支路與待選節(jié)點之間的關(guān)系可用關(guān)聯(lián)矩陣M表示:mij=1表示第i條支路的潮流大小受第j個待選節(jié)點功率的影響，本文稱之為第i條支路與第j個待選節(jié)點相關(guān)聯(lián)，這闡明在第j個待選節(jié)點安裝DG可消除(或減輕)第i條支路的過載；mij=0表示第i條支路的潮流大小不受第j個待選節(jié)點功率的影響，亦即在第j個待選節(jié)點安裝DG對消除第i條支路的過載沒有影響，稱之為第i條支路與第j個待選節(jié)點無關(guān)聯(lián)。顯然，假設(shè)矩陣M中存在元素全為0的行，那么闡明該行對應(yīng)支路過載無法經(jīng)過在待選節(jié)點安裝DG來消除。關(guān)聯(lián)矩陣M各列之和可用來表示在各待選節(jié)點安裝DG時可消除(或減輕)過載支路的數(shù)量，本文稱之為關(guān)聯(lián)度。例如，在圖2中的節(jié)點4安裝DG可同時消除(或減輕)支路1-2和支路3-4的過載，因此節(jié)點4的關(guān)聯(lián)度為2。節(jié)點關(guān)聯(lián)度越大，闡明在該節(jié)點安裝DG越能有效消除多條支路的過載，應(yīng)該被優(yōu)先選擇安裝DG，而對于那些關(guān)聯(lián)度為0的節(jié)點，那么可直接從關(guān)聯(lián)矩陣M中剔除。因此可根據(jù)待選節(jié)點的關(guān)聯(lián)度大小確定安裝DG的優(yōu)先次序，其步驟如下:1)負(fù)荷程度L0下產(chǎn)生的網(wǎng)架在最大負(fù)荷程度Lmax下計算潮流，確定過載支路集合B和過載量ΔSi(i∈B)。2)采用廣度搜索建立mXn維關(guān)聯(lián)矩陣M，其中，m為過載支路數(shù)，n為安裝DG的待選節(jié)點數(shù)。假設(shè)M存在全為0的行，表示對應(yīng)支路的過載無法消除，終了；否那么，計算各節(jié)點的關(guān)聯(lián)度，剔除關(guān)聯(lián)度為0的待選節(jié)點。3)選取關(guān)聯(lián)度最大的待選節(jié)點，假設(shè)該節(jié)點為k。設(shè)與節(jié)點k相關(guān)聯(lián)的過載支路集合為Ek，為集合Ek中過載支路的最大過載量，即假設(shè)，那么節(jié)點k的DG出力SGk取節(jié)點k的最大負(fù)荷值SDK，否那么SGk取。然后更新。此時，假設(shè)△Si〔i∈Ek〕小于或等于0，那么將對應(yīng)的待選節(jié)點從過載支路集B中刪除。4)檢查B能否為空集。假設(shè)不為空集，那么反復(fù)步驟3；假設(shè)為空集，根據(jù)各待選節(jié)點的DG出力SGj(j=1,2,…,n)確定適宜的DG容量。遺傳搜索用于網(wǎng)架規(guī)劃的負(fù)荷程度L0從最大負(fù)荷程度Lmax開場，逐漸遞減△L，分別討論不同負(fù)荷場景下的規(guī)劃方案，最后從一切方案中尋覓最優(yōu)解。對于某一給定的負(fù)荷程度L0，本文采用遺傳算法求解思索DG調(diào)峰的配電網(wǎng)規(guī)劃模型，流程如圖3所示。首先，給出新建線路的待選支路。對一切待選支路采用自然數(shù)編碼，產(chǎn)生一定數(shù)量的染色體。每個染色體為一切待選支路組成的隨機序列。在解碼中運用圖論中的避圈法，每條染色體(支路序列)可生成相應(yīng)的放射狀網(wǎng)絡(luò)，從而確保解空間內(nèi)一切網(wǎng)架均滿足放射狀約束。然后，判別能否滿足約束條件式(2)和式(3)，得到滿足負(fù)荷程度L0的網(wǎng)架方案。為了滿足峰值負(fù)荷下的供電要求，采用第2節(jié)的啟發(fā)式方法規(guī)劃DG位置和容量。最后，檢驗規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)能否滿足Lmax下的運轉(zhuǎn)約束，即約束條件式(4)和式(5)。對于不滿足任何一個約束條件的個體，附加懲罰項，以確保遺傳進化的延續(xù)性。算例分析某配電網(wǎng)包含50個負(fù)荷節(jié)點，現(xiàn)有節(jié)點31個，待規(guī)劃的負(fù)荷節(jié)點19個。