《配電網(wǎng)故障恢復(fù)研究》14000字

配電網(wǎng)故障恢復(fù)研究目錄第一章緒論 11.1選題背景 11.2研究意義 11.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3.1故障恢復(fù)的常用方法 21.3.2故障定位研究現(xiàn)狀 41.3.3故障恢復(fù)研究當(dāng)前存在的問題 4第二章配電網(wǎng)供電恢復(fù)介紹 62.1配電網(wǎng)故障處理 62.1.1配電網(wǎng)故障定位和隔離 62.1.2配電網(wǎng)故障恢復(fù) 62.2供電恢復(fù)的基本要求及常見故障 62.2.1供電恢復(fù)基本要求 62.2.2常見故障 62.3目標(biāo)函數(shù)和約束條件 82.3.1目標(biāo)函數(shù) 82.3.2約束函數(shù) 92.4配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕?112.4.1配電網(wǎng)的基本接線方式 112.4.2配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷慕?112.5供電網(wǎng)恢復(fù)方案的數(shù)學(xué)模型 12第三章配電網(wǎng)的潮流算法和自愈控制決策 133.1配電網(wǎng)潮流計(jì)算 133.1.1前推回代算法基本原理 133.1.2計(jì)算步驟 143.2配電網(wǎng)自愈控制的基本理論 143.2.1自愈控制 143.2.2智能配電網(wǎng)自愈控制體系架構(gòu) 153.2.3故障隔離與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù) 153.2.4智能分析與決策技術(shù) 16第四章基于遺傳算法的配電網(wǎng)故障恢復(fù) 174.1遺傳算法的基本原理 174.1.1基本概念 174.1.2遺傳算法的原理 174.2基于遺傳算法的故障診斷算例分析及驗(yàn)證 194.2.1實(shí)際算例系統(tǒng) 194.2.2故障以及報(bào)警信息的分析 204.2.3故障診斷求解 214.2.4算法結(jié)果 23結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 27第一章緒論1.1選題背景本篇論文題目來源于社會生產(chǎn)實(shí)際，對于目前國內(nèi)的配電網(wǎng)重構(gòu)以及故障恢復(fù)有一定的實(shí)際意義。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,人們對供電可靠性的要求越來越高。隨著電力需求的日益增長，目前存在的主要問題有：城市電網(wǎng)建設(shè)滯后、電網(wǎng)容量不足、結(jié)構(gòu)不合理、難以滿足迅猛增長的生活用電的需要、居民生活用電受到限制、用電連續(xù)性和可靠性得不到保證。加強(qiáng)配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及改造，是解決電網(wǎng)瓶頸問題和開拓電力市場、促進(jìn)用電消費(fèi)、拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長的一項(xiàng)重要措施。與此同時(shí)，隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善和發(fā)展，電力市場化己為時(shí)不遠(yuǎn)。電力市場出現(xiàn)后，競爭必將隨之而來，提供優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的電能成了供電部門提高服務(wù)水平和競爭力的重要因素。隨著城市化建設(shè)的發(fā)展，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對配電自動(dòng)化水平和供電可靠性的要求越來越高。廣州城區(qū)35kV中低壓配電網(wǎng)是配電系統(tǒng)的重要一環(huán)，其10kV饋線直接與區(qū)域用戶相連，區(qū)域配電網(wǎng)具有分支多、供電半徑小、負(fù)荷密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，這也加大了故障發(fā)生后，故障的準(zhǔn)確定位、快速轉(zhuǎn)移負(fù)荷恢復(fù)供電的難度。為有效的解決上述問題，必須對配電網(wǎng)從整體上進(jìn)行改造，包括配電基礎(chǔ)設(shè)備的更新?lián)Q代、配電網(wǎng)自動(dòng)化水平的升級以及分布式電源的有效合理的利用等等[1]。在新型配電網(wǎng)的大背景下，作為配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)核心內(nèi)容的供電恢復(fù)由于在提高供電可靠性、改善供電質(zhì)量方面具有重大作用而變得更加重要。1.2研究意義近幾年國家對配電網(wǎng)的建設(shè)逐步加大了投資，但整體仍較為落后，與發(fā)達(dá)國家尚存一定差距。各地區(qū)逐步建設(shè)了配電自動(dòng)化系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)了不同程度的實(shí)用化應(yīng)用。其中，配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的核心功能之一就是實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化：故障定位、故障區(qū)段隔離、非故障區(qū)段恢復(fù)供電，這在一定程度上提高了配搶的工作效率。但因各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不均衡、配電網(wǎng)規(guī)模大分布范圍廣的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的地區(qū)有限、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)其實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化功能的饋線也有限。因此，及時(shí)感知配電網(wǎng)故障、及時(shí)定位故障、快速搶修對配電網(wǎng)而言非常重要；尤其是針對饋線自動(dòng)化欠發(fā)達(dá)地區(qū)及饋線自動(dòng)化盲區(qū)，需要研究如何盡可能在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行故障定位、派單搶修、恢復(fù)供電，以滿足用戶需求。其主要目的是提高配電網(wǎng)故障處理的智能性、主動(dòng)性：綜合運(yùn)用各類多源數(shù)據(jù)信息盡可能在用戶報(bào)修之前及時(shí)主動(dòng)地感知、定位故障并報(bào)警；可自動(dòng)分析跳閘設(shè)備及停電影響范圍，針對本次故障自動(dòng)生成停電發(fā)布信息，可主動(dòng)發(fā)送停電信息給相關(guān)人員進(jìn)而減少客戶報(bào)修派單，起到攔截工單的效果。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1故障恢復(fù)的常用方法不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在制定恢復(fù)策略時(shí)會受到不同條件的約束，但其所采用的方法是一致的。當(dāng)前研究中，電網(wǎng)故障恢復(fù)方法可分為以下幾類。（1）數(shù)學(xué)優(yōu)化方法數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，主要包括整數(shù)規(guī)劃法、分支界定法、混合整數(shù)法等。數(shù)學(xué)優(yōu)化方法是指用數(shù)學(xué)方式來描述和求解問題，適用于規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)較為簡單的系統(tǒng)，且在獲取最優(yōu)解方面具有一定優(yōu)勢。文獻(xiàn)[2]Stankovic等人在整數(shù)規(guī)劃的基礎(chǔ)之上，將故障恢復(fù)問題分解為兩步，第一步先進(jìn)行電網(wǎng)重構(gòu)，盡可能為非故障區(qū)域提供電源供給，第二步非故障區(qū)域得到供給電源之后盡可能地對非故障區(qū)內(nèi)的斷電負(fù)荷供電。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)學(xué)表達(dá)的高維、非線性特點(diǎn)，采用數(shù)學(xué)優(yōu)化算法進(jìn)行故障恢復(fù)問題求解過程中需要進(jìn)行較大程度的簡化，這影響了其使用效果，相對其它算法，不具備優(yōu)勢。（2）專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)通過對專門知識與經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則化表示并采用某種推理機(jī)制，完成模擬專家的決策過程，以解決某領(lǐng)域的復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)是當(dāng)前最為成熟的人工智能方法，結(jié)果可靠，運(yùn)算速度能滿足實(shí)時(shí)要求，在知識庫構(gòu)建完備的條件下可用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和多故障條件下的在線故障恢復(fù)。朱駿等在文獻(xiàn)[3]中提出了一種配電網(wǎng)系統(tǒng)恢復(fù)專家系統(tǒng)，把配電網(wǎng)恢復(fù)的專家知識轉(zhuǎn)換為規(guī)則庫以及推理知識，為調(diào)度人員提供安全可行的恢復(fù)方案。但由于知識庫的建立和維護(hù)比較困難，且難以覆蓋所有的故障模式和運(yùn)行方式；容錯(cuò)性能較差，常常無法保證找到全局最優(yōu)方案。（3）遺傳算法遺傳算法是一種模擬生物在自然界中遺傳和進(jìn)化過程的全局優(yōu)化搜索算法，通過對于適應(yīng)度函數(shù)的計(jì)算和交叉變異，最終確定最優(yōu)結(jié)果。文獻(xiàn)[4]K.Nara等人對電網(wǎng)中的線路進(jìn)行二進(jìn)制編碼，分別考慮操作費(fèi)用、負(fù)荷損失及線路的充電無功、操作時(shí)間等因素，構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)，采用遺傳算法求解最優(yōu)送電路徑。文獻(xiàn)針對遺傳算法易早熟、收斂速度慢等問題，分別結(jié)合免疫算法與專家系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。（4）粒子群算法粒子群算法是基于模擬鳥群飛行覓食行為而形成的群體智能演化算法。該算法借助群體迭代，通過追隨當(dāng)前搜索到的最優(yōu)值來尋找全局最優(yōu)解。在文獻(xiàn)[5]中研究者提出了一種基于二進(jìn)制的改進(jìn)粒子群算法，這種算法大大減少迭代次數(shù)，提高了其計(jì)算速度。文獻(xiàn)[6]中研究者提出了一種粒子群算法與禁忌搜索算法相結(jié)合的混合算法，這種算法不僅可以提高迭代過程中有效解的產(chǎn)生概率，而且還可以克服粒子群算法容易出現(xiàn)早熟現(xiàn)象的問題。文獻(xiàn)[6]提出了一種基于節(jié)點(diǎn)重要度的骨架網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，利用離散粒子群優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)骨架網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)重構(gòu)?；诹Ｗ尤核惴ǖ墓收匣謴?fù)問題與遺傳算法一樣也存在不可行解的問題以及易于局部收斂等問題，這些是進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。（5）蟻群算法蟻群算法是模擬螞蟻覓食行為所形成的優(yōu)化智能算法，螞蟻通過感知其在覓食路徑上留下信息素來調(diào)整搜索路徑。該算法通過個(gè)體間的信息交流與協(xié)作得到可行解。文獻(xiàn)采用蟻群算法尋找最優(yōu)恢復(fù)路徑，同時(shí)利用隨機(jī)生成樹理論來保證螞蟻搜索的恢復(fù)方案的可行性。文獻(xiàn)[7]在考慮到配電網(wǎng)保持輻射狀限制的情況下，提出了基于隨機(jī)生成樹的改進(jìn)蟻群算法，使用隨機(jī)生成樹算法來控制螞蟻個(gè)體的行動(dòng)，提高了搜索的效率。（6）多智能體技術(shù)多智能體是由多個(gè)智能體所組成的一個(gè)分散耦合機(jī)構(gòu)，每個(gè)智能體保持著自己的獨(dú)立性與自治性，能夠異步解決自己所屬“領(lǐng)地”的問題，同時(shí)這些智能體之間通過競爭、協(xié)同等機(jī)制協(xié)調(diào)處理公共事務(wù)。文獻(xiàn)[8]提出智能體能夠應(yīng)對環(huán)境的變化，且與其他智能體協(xié)調(diào)，最后完成故障恢復(fù)的任務(wù)。決策樹是通過負(fù)故障定位與故障隔離的智能體交互作用建立起來的，是用來做出故障恢復(fù)決策的。文獻(xiàn)[9]考慮負(fù)荷恢復(fù)速度的同時(shí)也考慮了系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定，利用遺傳模擬退火方法制定負(fù)荷恢復(fù)計(jì)劃，將增廣潮流引入系統(tǒng)頻率的計(jì)算，采用罰函數(shù)的形式處理各種系統(tǒng)約束。1.3.2故障定位研究現(xiàn)狀為了提高供電可靠性，這就需要配網(wǎng)自動(dòng)化自動(dòng)重合閘、自動(dòng)投切、故障點(diǎn)智能顯示等功能的支撐。本課題研究的基于配電網(wǎng)自動(dòng)化的故障定位就是在故障發(fā)生后，設(shè)計(jì)的辦法根據(jù)智能顯示結(jié)果，迅速判斷故障點(diǎn)、故障類型并且在設(shè)備上通過報(bào)警、燈光等顯示方法，做出指示，并且根據(jù)預(yù)期設(shè)計(jì)的指令下達(dá)，快速響應(yīng)故障，保證居民用電。方案一：柱上定位終端。實(shí)現(xiàn)方法是采取傳統(tǒng)的電壓、電流互感器配合上柱上定位終端。方案二：柱上指示終端。采用故障指示器配合數(shù)據(jù)采集器。兩種方法雖然都能檢測故障，但這兩種方法的安裝和檢測準(zhǔn)確性都有所不同。文獻(xiàn)[10]根據(jù)配電網(wǎng)單相接地故障定位的特點(diǎn)及利用行波精確定位的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)了向量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，仿真驗(yàn)證了向量量化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法比BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在配電網(wǎng)單相接地故障定位中更加有效。文獻(xiàn)[11]構(gòu)造了動(dòng)態(tài)適應(yīng)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)函數(shù)、提出了蟻群信息素初值設(shè)置方法以及引入解的擾動(dòng)規(guī)則，設(shè)計(jì)了能適用于多電源條件下配電網(wǎng)故障區(qū)段定位的蟻群方法?？紤]到我國很多地區(qū)配電自動(dòng)化設(shè)備安裝不齊全或者自動(dòng)化水平落后，同時(shí)配電網(wǎng)通信裝置所處環(huán)境造成的信息不確定性問題，都會使傳統(tǒng)的配電網(wǎng)故障定位方法存在局限性。1.3.3故障恢復(fù)研究當(dāng)前存在的問題到目前為止，所研發(fā)的電網(wǎng)故障恢復(fù)系統(tǒng)在應(yīng)用中都不夠成熟，究其原因，可能包括以下幾個(gè)因素:（1）在線運(yùn)行的故障恢復(fù)系統(tǒng)側(cè)重于路徑搜索的快速性，主要采用寬度優(yōu)先、啟發(fā)式搜索等快速搜索方法。但上述方法受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)制約，不同結(jié)構(gòu)下路徑的搜索時(shí)間差別較大;而且在實(shí)現(xiàn)過程中為避免重復(fù)路徑，需要不斷進(jìn)行重復(fù)標(biāo)記及判斷，程序編制較為復(fù)雜。（2）現(xiàn)有電網(wǎng)操作票系統(tǒng)主要基于操作規(guī)則進(jìn)行研發(fā)，但其規(guī)則的設(shè)定缺乏科學(xué)方法，主要依賴于專家經(jīng)驗(yàn)，具有一定的主觀盲目性，易造成規(guī)則的冗余，增加了編程實(shí)現(xiàn)的難度，導(dǎo)致操作票系統(tǒng)處理效率較低;且僅依靠經(jīng)驗(yàn)難以保證規(guī)則庫的完備性，常需在應(yīng)用中進(jìn)行規(guī)則增補(bǔ)。此外，某些操作系統(tǒng)直接采用實(shí)際操作票構(gòu)建操作規(guī)則庫，導(dǎo)致系統(tǒng)的規(guī)則冗余度較高、應(yīng)用靈活性較差，難以適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展。綜上所述，只有對恢復(fù)路徑的完備性、快速性，操作規(guī)則的科學(xué)提取、靈活應(yīng)用等問題進(jìn)行深入研究，找到解決方法，并結(jié)合廣東地區(qū)電網(wǎng)的特點(diǎn)，才能開發(fā)出實(shí)用化的電網(wǎng)故障恢復(fù)系統(tǒng)。第二章配電網(wǎng)供電恢復(fù)介紹2.1配電網(wǎng)故障處理2.1.1配電網(wǎng)故障定位和隔離故障定位是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要方面，是故障隔離和供電恢復(fù)的前提條件。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，各開關(guān)節(jié)點(diǎn)對流過各個(gè)開關(guān)的電流進(jìn)行監(jiān)測，然后將采集到的信息傳送到集控中心。定位到故障位置后，要盡快將故障元件從系統(tǒng)中切除，防止故障設(shè)備遭受持續(xù)的破壞，也阻止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。2.1.2配電網(wǎng)故障恢復(fù)完成故障定位和隔離的操作后，下面需要對非故障停電區(qū)域進(jìn)行快速恢復(fù)供電以減少停電損失，要結(jié)合實(shí)際情況，針對具體問題采取適宜的恢復(fù)方法和手段。2.2供電恢復(fù)的基本要求及常見故障2.2.1供電恢復(fù)基本要求當(dāng)配網(wǎng)故障發(fā)生后，要恢復(fù)停電區(qū)域的供電，就要改變該區(qū)域故障前的供電路徑和供電方式。找到針對一個(gè)或幾個(gè)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的供電恢復(fù)方案。其基本要求如下表所示。表2-1配電網(wǎng)供電恢復(fù)基本要求表序號基本要求目的1盡可能快速地恢復(fù)對非故障停電區(qū)域的供電減少停電時(shí)間2盡可能多地恢復(fù)非故障停電區(qū)域的失電負(fù)荷縮小停電面積3盡可能使重要負(fù)荷優(yōu)先恢復(fù)供電滿足重要負(fù)荷對供電可靠性的要求4開關(guān)操作次數(shù)應(yīng)盡量少提高開關(guān)使用壽命5盡量操作離失電區(qū)域近的開關(guān)避免網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變動(dòng)6恢復(fù)時(shí)要滿足潮流約束避免出現(xiàn)設(shè)備過載或電壓過低的情況7不含DG時(shí)，供電恢復(fù)后網(wǎng)絡(luò)保持輻射狀結(jié)構(gòu)滿足網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束2.2.2常見故障（1）短路故障電力系統(tǒng)在發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)的總阻抗減小，因而各支路內(nèi)的電流較正常運(yùn)行情況時(shí)的電流值增大。短路也使系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓降低，尤其是故障點(diǎn)的附近。產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的相間絕緣或相對地絕緣被損壞。例如架空輸電線的絕緣子可能由于受到過電壓（例如由雷擊引起）而發(fā)生閃絡(luò)或由于空氣的污染使絕緣子表面在正常工作電壓下放電。再如其它電氣設(shè)備，發(fā)電機(jī)、變壓器、電纜等的載流部分的絕緣材料在運(yùn)行中損壞。表2-2常見短路基本分類短路種類短路類型示意圖符號發(fā)生幾率對稱短路三相短路f(3)5%不對稱短路單相接地短路f(1)10%兩相短路f(2)65%兩相接地短路f(1,1)20%電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時(shí)，系統(tǒng)功率分布的突然變化，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)解列甚至瓦解和崩潰。短路故障的分析和計(jì)算，主要是短路電流的計(jì)算和分析。當(dāng)系統(tǒng)突然發(fā)生短路時(shí)，短路電流將從故障前的正常運(yùn)行電流過渡到故障后的穩(wěn)態(tài)電流，短路電流是從短路后隨著時(shí)間的變化而變化的，因此有必要對電力系統(tǒng)三相短路后的故障暫態(tài)過程進(jìn)行分析。（2）接地故障接地故障的種類其實(shí)也很多，分為大電流接地和小電流接地等多種類型。全電流判據(jù)配電網(wǎng)單相接地故障判斷技術(shù)和改進(jìn)矩陣算法故障區(qū)段快速定位技術(shù)，克服了中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在單相接地故障判斷時(shí)的難題?！癝”注入法是采用信號注入的方法，缺點(diǎn)就是注入的指定特殊信號的強(qiáng)度受限制，若線路中有注入信號流過，則被認(rèn)定為故障線路。阻抗法故障測距遵照假定線路參數(shù)單一的原則，對于支路較為復(fù)雜的線路，利用發(fā)生故障時(shí)初定的電流，一般拿來用作單福射線路的故障定位。對于一般的中壓配電系統(tǒng)，故障點(diǎn)上方臨近的監(jiān)側(cè)點(diǎn)的零序電流的值是最大的，且故障點(diǎn)兩端零序電流的值就是該段分布的電容電流值的大小。根據(jù)故障點(diǎn)前后方的兩者方向的關(guān)系可以確定故障點(diǎn)的位置。2.3目標(biāo)函數(shù)和約束條件配電網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)重構(gòu)是一個(gè)考慮多種約束情況下的多目標(biāo)組合優(yōu)化問題。2.3.1目標(biāo)函數(shù)（1）考慮開關(guān)次數(shù)最少開關(guān)設(shè)備的總操作次數(shù)有限，為延長開關(guān)的使用壽命，操作次數(shù)越少越好；此外，配電網(wǎng)中的大部分開關(guān)需要操作員手動(dòng)完成，在擁擠的都市或交通不便的鄉(xiāng)村需要花很長時(shí)間來完成一次操作。所以在配網(wǎng)重構(gòu)中都會提出減少開關(guān)操作次數(shù)，降低開關(guān)操作費(fèi)用的要求，以開關(guān)操作次數(shù)最小為目標(biāo)函數(shù)：（式2-1）式中：和分別表示分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)在重構(gòu)后的狀態(tài)，閉合時(shí)為1，斷開時(shí)為0；m1、n1分別為配電網(wǎng)中的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)數(shù)。（2）考慮網(wǎng)損最小配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功網(wǎng)損最小的目標(biāo)函數(shù)可以描述為：（式2-2）歸一化處理為：（式2-3）式中n為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線的支路數(shù)，為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線的支路i的電阻值，為恢復(fù)重構(gòu)后流過一級支持饋線的支路i的電流值，為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線的節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷，為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線上的所有節(jié)點(diǎn)的集合。（3）考慮供電網(wǎng)和饋線輸出功率的總費(fèi)用最小（式2-4）歸一化處理為：（式2-5）式中表示第i個(gè)供電網(wǎng)輸出功率的費(fèi)用函數(shù)；為饋線的輸出功率的費(fèi)用函數(shù)；為第i個(gè)供電網(wǎng)輸出功率的費(fèi)用函數(shù)的最大值；為饋線饋線的輸出功率的費(fèi)用函數(shù)的最大值；為非故障停電區(qū)域內(nèi)供電網(wǎng)總數(shù)；為一級支持饋線的總數(shù)；為供電網(wǎng)i輸出的有功功率；為饋線輸出的有功功率。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要根據(jù)采取的恢復(fù)策略的不同，選取其中的一個(gè)或綜合幾個(gè)目標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)。2.3.2約束函數(shù)可行的配電網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)重構(gòu)策略一般需要滿足潮流約束、容量約束、電壓約束以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束等一系列的約束條件，歸納起來，主要包括以下五個(gè)方面：(1)潮流方程約束；（式2-6）式中、和分別為節(jié)點(diǎn)i的電壓向量、有功注入功率和無功注入功率，為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線上的節(jié)點(diǎn)數(shù)。支路容量約束；（式2-7）式中為恢復(fù)重構(gòu)后一級支持饋線的支路數(shù)，為支路i的首端功率，為支路i的額定容量。供電網(wǎng)外送功率約束；（式2-8）（式2-9）式中為非故障停電區(qū)域內(nèi)和一級支持饋線上供電網(wǎng)總數(shù)；為供電網(wǎng)j送出的有功功率，和分別為供電網(wǎng)j送出的有功功率的最小值和最大值；為供電網(wǎng)j送出的無功功率，和分為供電網(wǎng)j送出的無功功率的最大值和最小值。(4)節(jié)點(diǎn)電壓約束：（式2-10）式中、和分別為節(jié)點(diǎn)k的電壓及其最小允許值和最大允許值。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束:（式2-11）式中g(shù)為故障恢復(fù)重構(gòu)后的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為R所有可能的放射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。需要特別說明的是，雖然供電網(wǎng)接入配電網(wǎng)以后，理論上配電網(wǎng)絡(luò)由傳統(tǒng)的單端母線供電的輻射狀網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)遍布電源和用戶的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，但是考慮受實(shí)際配電網(wǎng)絡(luò)開關(guān)遮斷容量以及線路短路容量限制，而更換配網(wǎng)開關(guān)和線路除了需要巨額的投資以外，在短時(shí)間內(nèi)難以完成，因此，供電網(wǎng)接入配電網(wǎng)絡(luò)以后，在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，配電網(wǎng)絡(luò)依然要保持輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.4配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕?.4.1配電網(wǎng)的基本接線方式(a）輻射狀網(wǎng)；(b)樹狀網(wǎng)；(c)環(huán)狀網(wǎng)圖2-1配電網(wǎng)的接線方式目前配電網(wǎng)的發(fā)展方向是朝著環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)方向前進(jìn)的，但是對于供電可靠性要求較低的中、低壓配電網(wǎng)而言，大部分使用的還是輻射狀絡(luò)和樹狀網(wǎng)絡(luò)接線方式；而在現(xiàn)代大、中城市的配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于其可靠性要求很高，因此一般都是采用環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的接線方式，但是通常都會在環(huán)網(wǎng)中適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置開環(huán)運(yùn)行點(diǎn)，這樣配電網(wǎng)就具有“閉環(huán)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行”的特點(diǎn)，故而從局部來看配網(wǎng)依然是呈現(xiàn)輻射狀。2.4.2配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷慕鹘y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣７椒ㄊ前雅潆娋W(wǎng)絡(luò)等效成一種圖，把饋線上的聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)等效成圖的節(jié)點(diǎn)；而把相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的線路和變壓器整體等效成圖的邊?？赡茉斐蔁o法完全地保留網(wǎng)絡(luò)原有的結(jié)構(gòu)特性，這樣不但會影響所建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷木_性，而且也不利于進(jìn)行配網(wǎng)故障恢復(fù)的分析。配電網(wǎng)拓?fù)涞拿枋龊头治鍪茄芯空麄€(gè)配電網(wǎng)故障恢復(fù)中不可或缺的一部分。在配電網(wǎng)潮流計(jì)算中，需要先對配網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析描述后，才能得到潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)順序；而在配電網(wǎng)故障恢復(fù)中，則需要對不斷變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分析描述，才能得到評價(jià)指標(biāo)下最優(yōu)的恢復(fù)方案。2.5供電網(wǎng)恢復(fù)方案的數(shù)學(xué)模型由于采取供電網(wǎng)恢復(fù)方案時(shí)，僅通過增加非故障停電區(qū)域內(nèi)各個(gè)供電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的出力即可以實(shí)現(xiàn)對全部停電負(fù)荷的供電恢復(fù)，不需要對聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)進(jìn)行操作。在這種情況下，需要選擇輸出容量最大的供電網(wǎng)作為平衡節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)故障恢復(fù)供電后的電力孤島的頻率和電壓的調(diào)節(jié)，停電區(qū)域內(nèi)其余的供電網(wǎng)等效為PQ節(jié)點(diǎn)。所有供電網(wǎng)的輸出功率均要求不超過其最大輸出功率。在這種情況下，需要求解的變量為各個(gè)供電網(wǎng)輸出的有功功率和無功功率，最優(yōu)潮流的目標(biāo)函數(shù)考慮供電網(wǎng)輸出功率的費(fèi)用最小和供電恢復(fù)后形成的孤島電力系統(tǒng)的線損最小兩項(xiàng)。表達(dá)如下：（式2-12）其中。通過對它們?nèi)〔煌臋?quán)值可以改變各個(gè)目標(biāo)的重要性，權(quán)值越大，重要性越高。基于以上的模型，對形成電力孤島進(jìn)行最優(yōu)潮流計(jì)算。約束條件包括：恢復(fù)對所有失電區(qū)域負(fù)荷的供電、潮流方程約束、支路容量約束、節(jié)點(diǎn)電壓約束、供電網(wǎng)外送功率和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束。第三章配電網(wǎng)的潮流算法和自愈控制決策3.1配電網(wǎng)潮流計(jì)算本文利用具有線性收斂特點(diǎn)的前推回代算法對配電網(wǎng)的潮流進(jìn)行求解。3.1.1前推回代算法基本原理本文基于前推回代法，采用能處理弱環(huán)網(wǎng)和PV節(jié)點(diǎn)分布式電源的潮流計(jì)算方法。在處理弱環(huán)網(wǎng)時(shí)，采用基于疊加定理的弱環(huán)配電網(wǎng)潮流計(jì)算方法，將弱環(huán)配電網(wǎng)在合環(huán)點(diǎn)處分解為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò):開環(huán)運(yùn)行的純輻射狀網(wǎng)絡(luò)和僅有環(huán)路的純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)。純輻射狀網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)前推回代法計(jì)算，純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)采用回路電流法計(jì)算：V0I1式中：?VK為nxl解環(huán)節(jié)點(diǎn)電壓差矩陣；m為環(huán)路個(gè)數(shù)，k為迭代次數(shù),?V0K為mxl解環(huán)節(jié)點(diǎn)電壓差變化量矩陣,Z1為mxm阻抗矩陣，對角線元素計(jì)算時(shí)采用內(nèi)外兩層迭代，內(nèi)層計(jì)算輻射狀網(wǎng)絡(luò)潮流，外層計(jì)算純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)潮流。而本文在計(jì)算時(shí)只采用一層迭代，輻射狀網(wǎng)絡(luò)潮流和純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)潮流在同一層計(jì)算，減少了潮流計(jì)算次數(shù)。在處理PV節(jié)點(diǎn)時(shí)，采用一種節(jié)點(diǎn)注入無功補(bǔ)償算法。該方法基于靈敏度阻抗矩陣，采用注入補(bǔ)償電流對PV節(jié)點(diǎn)電壓幅值不匹配量進(jìn)行修正：?V?I式中；?VK是nx1矩陣，其元素為PV節(jié)點(diǎn)電壓幅值不匹配量(額定電壓幅值VS與潮流計(jì)算的節(jié)點(diǎn)電壓幅值VCK之差)，n為PV節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù),ZV是nxn靈敏度阻抗矩陣，ZV對角線元素ZIQ式中，δVPV節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償無功△Q△Q該P(yáng)V節(jié)點(diǎn)電源的總的注入無功量Q修正為QK+13.1.2計(jì)算步驟（1）讀入系統(tǒng)數(shù)據(jù)，選取解環(huán)節(jié)點(diǎn)，將弱環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)解環(huán)為輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)和環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，求取環(huán)路阻抗矩陣Z1和靈敏度阻抗矩陣Z（2）解環(huán)節(jié)點(diǎn)電壓差V0和環(huán)路電流式矩陣元素初始值設(shè)為I1，各節(jié)點(diǎn)電壓初始值設(shè)為1（3）PI類型分布式電源根據(jù)式(l)求取節(jié)點(diǎn)電源注入無功。PQ（V)類型分布式電源根據(jù)式(2)-（7)求取電源注入無功功率。計(jì)算系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)注入電流。（4）前推支路電流，回代計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓。（5）計(jì)算解環(huán)節(jié)點(diǎn)電壓差變化量，修正環(huán)路電流。（6）對PV節(jié)點(diǎn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓幅值不匹配量，修正節(jié)點(diǎn)注入電流，計(jì)算總的注入無功，若總的注入無功越界則將該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)類型處理。（7）系統(tǒng)除PV節(jié)點(diǎn)外，各節(jié)點(diǎn)電壓相鄰兩次迭代的電壓差最大值滿足maxVK?VK?1<ε(3.2配電網(wǎng)自愈控制的基本理論3.2.1自愈控制電網(wǎng)的自愈控制也是依賴于自愈系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，它是指在無需或者在盡量少量人為干預(yù)的情況下，利用先進(jìn)的監(jiān)測手段對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)在線的自我評估，釆取預(yù)防性的控制手段并及時(shí)的發(fā)現(xiàn)、快速的診斷和調(diào)整，盡快的消除故障隱患。在故障發(fā)生的時(shí)候，能夠快速的隔離故障，自我恢復(fù)，不影響用戶的正常供電并將影響減到最小。3.2.2智能配電網(wǎng)自愈控制體系架構(gòu)自愈控制的原則是保證供電可靠性和不間斷勝，主要有兩方面的含義：（1）正常運(yùn)行時(shí)，自愈控制的主要目的是優(yōu)化運(yùn)行和消除故障隱患。（2）故障狀態(tài)時(shí)，自愈控制以盡快恢復(fù)故障為主要目的，可分為自愈控制區(qū)域內(nèi)故障和控制區(qū)域外故障。自愈控制區(qū)域內(nèi)部故障以快速切除和恢復(fù)故障為主要手段，最大化減少停電范圍和系統(tǒng)運(yùn)行損失；當(dāng)在控制區(qū)域外部發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重故障時(shí)，應(yīng)使故障網(wǎng)絡(luò)迅速斷開與外部電網(wǎng)的連接，系統(tǒng)依靠區(qū)域內(nèi)的分布式電源和儲能裝置自治運(yùn)行，維持關(guān)鍵負(fù)荷不間斷供電[2]。智能配電網(wǎng)自愈控制的主要目標(biāo)是優(yōu)化運(yùn)行和故障快速恢復(fù)，以其作為依據(jù)，并同時(shí)以實(shí)現(xiàn)分布自治性、廣域協(xié)調(diào)性和工況適應(yīng)性為目標(biāo)，建立智能配電網(wǎng)自愈控制的體系架構(gòu)，如圖3-1所示。圖3-1智能配電網(wǎng)自愈控制體系架構(gòu)3.2.3故障隔離與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)重點(diǎn)關(guān)注基于局部信息與保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)的自愈控制故障隔離技術(shù)。研究基于全局信息與分布式智能控制實(shí)現(xiàn)的故障隔離技術(shù)；研究含微網(wǎng)及儲能裝置的故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)，包括緊急狀況下的環(huán)網(wǎng)解列技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)再組合技術(shù)；研究基于控制代價(jià)最小的智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)技術(shù)；研究配電網(wǎng)內(nèi)部嚴(yán)重故障被動(dòng)解列技術(shù)；研究配電網(wǎng)外部嚴(yán)重故障主動(dòng)解列技術(shù)；研究基于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的配電網(wǎng)故障后局部供電恢復(fù)技術(shù)；研究配電網(wǎng)基于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的電壓控制技術(shù)?；诩锌刂婆c就地控制相結(jié)合的配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)架構(gòu)的協(xié)調(diào)性，利用就地信息的保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)故障的快速切除。而基于全局信息的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)則具有全局優(yōu)化與計(jì)算能力，但需要相對較長的分析、計(jì)算與執(zhí)行時(shí)間，利用不同控制方法的優(yōu)點(diǎn)，通過協(xié)調(diào)與優(yōu)化達(dá)到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上最佳的控制效果[3]。3.2.4智能分析與決策技術(shù)智能分析決策技術(shù)包括智能配電網(wǎng)的“自我分析”和“自我決策”兩部分，是智能配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈控制的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，位于自愈控制體系架構(gòu)的決策層。“自我分析”又稱自愈控制分析，以基于狀態(tài)量比較的配電網(wǎng)運(yùn)行分析為主要實(shí)現(xiàn)手段，完成對配電網(wǎng)的分析，進(jìn)而發(fā)出故障預(yù)警或優(yōu)化運(yùn)行，確定自愈控制總體策略?！白晕覜Q策”又稱自愈控制決策，為故障恢復(fù)提供自愈控制方案，其實(shí)現(xiàn)途徑是基于預(yù)想事故的智能配電網(wǎng)自愈控制方案自動(dòng)匹配技術(shù)。對于預(yù)想事故特性進(jìn)行分析及其相應(yīng)的有效控制與保護(hù)動(dòng)作方案，存入決策信息庫，決策系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際故障特性信息匹配得到自愈控制方案。在實(shí)際自愈控制中，存在連鎖故障、多重故障和決策信息多樣化的情況，要考慮自愈控制決策的協(xié)調(diào)、沖突解決、在線風(fēng)險(xiǎn)評估與優(yōu)化等問題。第四章基于遺傳算法的配電網(wǎng)故障恢復(fù)4.1遺傳算法的基本原理4.1.1基本概念遺傳算法（GA）是一種隨機(jī)的搜索方法，它借鑒于生物界的進(jìn)化規(guī)律（優(yōu)勝略汰與適者生存）演化而來的。主要特點(diǎn)是不存在函數(shù)連續(xù)性和求導(dǎo)的限制，能直接對結(jié)構(gòu)對象進(jìn)行操作，并且具有更好的全局搜索最優(yōu)解能力和內(nèi)在的隱并行性。采用概率化的尋找最優(yōu)解方法，能自動(dòng)調(diào)整搜索方向并獲取指導(dǎo)優(yōu)化的搜索范圍，沒有規(guī)則的約束性。GA的這些性質(zhì)，被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代社會的各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代智能計(jì)算中的重要技術(shù)分支。4.1.2遺傳算法的原理遺傳算法是優(yōu)化技術(shù)中一個(gè)迭代的過程，并且在每一次的迭代中都會保留一組預(yù)備解。然后按照這些解的優(yōu)異性來進(jìn)行排列，通過遺傳算子中的交叉以及變異來對其運(yùn)算求解出新的預(yù)備解，一直重復(fù)該過程，直到求出滿足收斂為止。簡單遺傳算法的步驟如圖4-1所示。圖4-1遺傳算法方框圖在遺傳算法的優(yōu)化準(zhǔn)則中，通常會根據(jù)處理的問題不同而有不一樣的確定方法，（1）選擇算子使用什么形式的方法對于形成匹配集對遺傳算法在性能上有著非常大的影響，可以通過把前一代種群中的串集的適應(yīng)度，按照從高到低的順序進(jìn)行排列，取排在最前面的串形成匹配集，但是這樣一來就不方便找到整體的最優(yōu)解，有可能會導(dǎo)致匹配集中的串的所對應(yīng)的解在其范圍內(nèi)會比較的集中。所以使用隨機(jī)性的方法來構(gòu)成匹配集是一種相對來說很好的方法。但是必須要保證適應(yīng)值在匹配集中的串?dāng)?shù)值較大，這樣才能有繁殖的機(jī)會。（2）交叉與變異交叉的主要目的是可以把兩個(gè)串中較優(yōu)良的遺傳到下一代的某個(gè)串中去，使該串擁有優(yōu)于其上一代的性能。如果交叉之后得到的后代性能不好，那么就可以在此后的選擇過程中，將本代選擇拋棄，匹配集中只選擇性的保留較好的串。尋求最優(yōu)的搜索過程主要就是通過交叉來得以實(shí)現(xiàn)的，它是遺傳算法中最重要的算子，所以一般說它發(fā)生的概率會比較大。（3）收斂判據(jù)目前所使用的判據(jù)比較多，比如從最優(yōu)解的方面所確定的收斂判據(jù)，在連續(xù)得到的解集中的最優(yōu)解無變化就會認(rèn)定GA是收斂的；或者通過所使用的計(jì)算機(jī)容量限制與計(jì)算時(shí)間來確定的判據(jù)，就是所給與的每一代解集中的串的數(shù)量與迭代的次數(shù)；或者是解集中的最優(yōu)解的適應(yīng)度跟其平均適應(yīng)度之差所占的百分比小于所給定的允許值等判據(jù)。4.2基于遺傳算法的故障診斷算例分析及驗(yàn)證4.2.1實(shí)際算例系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)架空、電纜線路信息的采集；實(shí)現(xiàn)部分配網(wǎng)干線開關(guān)，進(jìn)行“遙控”功能試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)部分線路的饋線自動(dòng)化功能；配電自動(dòng)化系統(tǒng)緊密結(jié)合配網(wǎng)GIS系統(tǒng)，建立配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理流程，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)控一體化管理。通過圖4-2的系統(tǒng)作為例子，該系統(tǒng)里面包含了28個(gè)元件，124個(gè)保護(hù)設(shè)備以及40個(gè)斷路器裝置。28個(gè)元件分別是：T1，T2，…T8；A1，A2，…A4；B1，B2，…B8；以及L1，L2，…L8。124個(gè)保護(hù)設(shè)備：主保護(hù)有A1m，A2m，…A4m；B1m，B2m，…B8m；T1m，T2m，…T8m以及L1Sm，L2Sm，…L8Sm，L1Rm，L2Rm，L8Rm。40個(gè)斷路器失靈保護(hù)有QF1f，QF2f，…QF40f。還有48個(gè)后備保護(hù)分別是L1Sp，L2Sp，…L8Sp，L1Rp，L2Rp，…L8Rp；T1p，T2p，…T8p以及L1Ss，L2Ss，…L8Ss，L1Rs，L2Rs，…L8Rs。40個(gè)斷路器分別是：QF1，QF2，…QF40。圖中的A和B都表示母線，L代表線路，T代表變壓器，S和R代表線路的首末兩端，m代表主保護(hù)，p代表近后備保護(hù)（第一后備保護(hù)），s代表遠(yuǎn)后備保護(hù)（第二后備保護(hù)），還有f表示斷路器的失靈保護(hù)。圖4-2算例系統(tǒng)圖4.2.2故障以及報(bào)警信息的分析當(dāng)母線B2以及變壓器T3同時(shí)發(fā)生故障的時(shí)候，斷路器以及保護(hù)的動(dòng)作過程會發(fā)生以下變化：首先變壓器的主保護(hù)T3m會發(fā)生動(dòng)作，斷路器QF14拒動(dòng)，斷路器QF16斷開，失靈保護(hù)QF14f會動(dòng)作，使QF12，13，19斷開。然后母線B2的主保護(hù)B2m發(fā)生動(dòng)作，斷路器QF10拒動(dòng)，斷路器QF4，6，8斷開，失靈保護(hù)QF10f拒動(dòng)，引起線路保護(hù)L3Rs發(fā)生動(dòng)作，斷路器QF28斷開。最后接收到L3Rs，T3m，T3p，QF14f，QF4，QF6，QF8，QF12，QF16，QF19，QF27動(dòng)作的警告信息。通過以上收到的警告信息，能夠確定：={1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0}；={1,1,1,0,1,1,0,1,1,1}。以及對M和D部分分量的確定：，均等于0。4.2.3故障診斷求解通過以上的相關(guān)故障診斷的警告情況結(jié)果，確定出優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)：上式中w1=0.75，w2=1.5，w3=100。通過遺傳算法的優(yōu)化計(jì)算方法求解，隨機(jī)的初始化40個(gè)目標(biāo)，迭代次數(shù)設(shè)置成1000。同時(shí)為了方便收斂，在初始群的R與C分別在R`與C`附近取值，M與D部分未確定的分量在零向量的附近取值。在多次的實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)每次的結(jié)果都能再迭代200次之前收斂，并且目標(biāo)函數(shù)E（G）的最小值為4.25，最優(yōu)的算子為G*。并且：S*={1,0,1,0,0}R*={1,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0}C*={1,1,1,0,1,1,0,1,1,1}M*={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}D*={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,1,0,0,0}上述所表示的是：（1）母線B2以及變壓器T3同時(shí)發(fā)生故障。（2）變壓器的主保護(hù)T3m與線路L3的遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作以及斷路器失靈保護(hù)QF14f動(dòng)作。（3）部分?jǐn)嗦菲鱍F4，QF6，QF8，QF12，QF13，QF16，QF19，QF27斷開。（4）斷路器QF10與QF14拒動(dòng)并且失靈保護(hù)QF10f拒動(dòng)。（5）根據(jù)對比R*和R`以及C*和C`可以知道T3p動(dòng)作警告信息發(fā)生誤報(bào)并且保護(hù)B2m警告信息漏報(bào)。基于遺傳算法的故障解析模型的診斷方法在案例中的測試結(jié)果如下表：表4-1故障診斷的結(jié)果電網(wǎng)故障保護(hù)和斷路器的警報(bào)信息診斷結(jié)論評價(jià)A3與B6故障A3m，B6m，QF21，QF22，QF23，QF25，QF26，…QF30A3，B6故障，QF24以及QF26f漏報(bào)，QF26拒動(dòng)正確A3與T5故障A3m，T5p，QF21，QF26，QF28，QF30A3，T5故障，QF26f以及QF22漏報(bào)，QF24拒動(dòng)正確T7故障T7m，QF34f，QF32，QF33，QF37，QF38，QF39T7故障，QF36f漏報(bào)，T1m，QF34以及QF36拒動(dòng)正確L3與L4故障L4Sp，L5Sp，L4Rm，L5Rm，QF9，QF10，QF24，QF26，QF30，QF28fL3與L4故障，L4Sm，L5Sm以及QF28拒動(dòng)正確各支路的饋線容量參數(shù)見表4-2。表4-2系統(tǒng)饋線容量參數(shù)支路號01234567饋線容量0.0050.3660.38110.04930.18720.0050.02510.8910支路號89101112131415饋線容量1.031.0441.0580.19660.00470.21060.34160.0140支路號1617181920212223饋線容量0.74880.15910.00440.0640.03040.00180.03100.0418支路號2425262728293031饋線容量0.00920.00090.00340.00340.14700.20300.28420.2813續(xù)表4－2系統(tǒng)饋線容量參數(shù)支路號323334353637饋線容量0.30420.38610.71050.20120.00470.0048通過表4-2的計(jì)算結(jié)果可以看出，通過最優(yōu)潮流計(jì)算得到的微網(wǎng)恢復(fù)方案，不僅能夠滿足各種約束條件，而且故障恢復(fù)后形成的供電孤島系統(tǒng)的線損率十分?。ㄐ∮?%），證明了本文提出的微網(wǎng)恢復(fù)方案的可行性，計(jì)算結(jié)果可以供調(diào)度員進(jìn)行參考。4.2.4算法結(jié)果由于算法在很多環(huán)節(jié)采用了隨機(jī)方式，所以每次迭代至最優(yōu)解的次數(shù)不同，而且該算法求解有時(shí)會陷入局部最優(yōu)，有待改進(jìn)。圖4-3和圖4-4分別為迭代計(jì)算陷入局部最優(yōu)和找到全局最優(yōu)的曲線：圖4-3迭代產(chǎn)生陷入局部最優(yōu)解圖4-4迭代產(chǎn)生的全局最優(yōu)解從以上曲線可看到，由于初始種群是隨機(jī)產(chǎn)生的，故適應(yīng)度比較低，經(jīng)進(jìn)化后產(chǎn)生了適應(yīng)度更高的個(gè)體；由于每一代都保存了上一代的最佳個(gè)體，使得最佳個(gè)體不斷朝著更高適應(yīng)度方向進(jìn)化，當(dāng)最佳個(gè)體在指定代數(shù)內(nèi)沒有改進(jìn)時(shí)，算法收斂，此個(gè)體即為最優(yōu)解?；謴?fù)率為92.04％，恢復(fù)的效果不錯(cuò)。算法計(jì)算時(shí)間3.7213s，效率較高。結(jié)論最近幾年，國內(nèi)配電網(wǎng)正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，其規(guī)模在不斷的擴(kuò)大，不過國內(nèi)配電網(wǎng)本身覆蓋面積過大，地域差距過大，很多地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)收入的差距導(dǎo)致發(fā)展水平參差不齊，導(dǎo)致國內(nèi)配電網(wǎng)仍然處于探索階段，很難達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平。而生活觀念與收入的改變，導(dǎo)致用戶對電提出更好的要求，如果供電系統(tǒng)突發(fā)故障時(shí)，要盡可能在最短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的找到故障所在，確保用電安全與方便，不過很多線路并沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且配電信息缺乏相關(guān)故障維修制度，導(dǎo)致絕大數(shù)故障均是現(xiàn)場直接進(jìn)行檢修，很難保證解決問題的效率與速度，嚴(yán)重影響到電網(wǎng)現(xiàn)代化發(fā)展。配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算及基于改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法的配電網(wǎng)重構(gòu)等問題進(jìn)行了較深入的剖析，完成的主要工作如下：（1）采用前推回推算法來計(jì)算配電網(wǎng)三相潮流，首先建立配電網(wǎng)各元件的三相潮流計(jì)算模型，根據(jù)不同DG與配電網(wǎng)接口方式的不同，分類建立了潮流計(jì)算模型。而故障恢復(fù)過程中，開關(guān)狀態(tài)會頻繁發(fā)生變化，對應(yīng)了不同的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此在潮流計(jì)算前要對配電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)渥R別，不需要根據(jù)開關(guān)狀態(tài)變化重復(fù)編號，減小了計(jì)算量。（2）拓?fù)渌阉鳎和ㄟ^讀取配電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)，并且顯示拓?fù)涫疽鈭D;按照廣度優(yōu)先搜索的方法進(jìn)行搜索，通過尋找節(jié)點(diǎn)的相連關(guān)系找到描述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣;連接數(shù)據(jù)表，將搜索得到的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣進(jìn)行存儲。（3）故障定位模塊讀取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿枋鼍仃嚁?shù)據(jù)和故障信息矩陣，以及節(jié)點(diǎn)故障電流信息的