💥1 概述

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本文提出了一种主动配电网中考虑网络动态重 构的分布式电源优化配置方法。首先，提出了带环

配电网中通用 于 网 络 动 态 重 构 过 程 的Distflow 潮 流模型，并基于此建立了考虑网络动态重构的 RDG选址定容优化模型。其次，通过线性化和松弛方法建立了优化模型的二阶锥形式，最后，应用在IEEE标准算例上。通过本文的研究，可以得到以下结论。

１）考虑网 络 动 态 重 构 时，配 电 网 对 RDG的 消纳能力会得到 明 显 提 升，RDG最 优 接 入 容 量、投 资周期内的经济收益也会相应提高。

２）在不考虑重构、低重构频率、高重构频率等不同案例设置下，由 于 联 络 线 位 置 的 影 响，RDG的 最优选址结果可能不同。因此，在接入 RDG时，还需要考虑配电网实际的馈线自动化水平以及配电网保护系统对 RDG功率倒送、网络动态重构的限制。

３）本文提出的分布式电源选址定容方法考虑了网络拓扑结构的变化，因此对于长时间尺度内考虑

新增空间负荷和新建支路的场景仍然有较高的适用性。

４）大规 模 RDG接 入 的 实 际 配 电 网（如 安 徽 金寨县域电网）已经面临消纳能力不足的问题。本文提出的考虑网络动态重构的 RDG选址定容优化方法，从网络拓扑自动化的角度为配电网应对大规模RDG接入带来的挑战提供了思路，对配电网馈线自动化改造和网络扩展规划同样具有参考意义。

一、研究背景与意义

随着全球能源结构的转型和可持续发展理念的深入人心，分布式电源（Distributed Generation, DG）在配电网中的地位日益凸显。分布式电源以其清洁环保、发电成本小以及供电方式灵活等优点，成为缓解传统大电网供电压力、提高电力系统稳定性的重要手段。然而，分布式电源的接入对配电网的线路潮流、网络损耗、节点电压和可靠性等方面带来显著影响，且不同类型的分布式电源并网运行时具有不同的出力特性。因此，如何合理地确定分布式电源的并网位置和容量，以及如何协调控制它们的运行出力，使配电网可靠经济地运行，成为亟待解决的问题。

网络动态重构作为配电网主动管理的一种重要策略，通过改变网络中开关的组合状态，实现系统在某些目标上的综合最优运行状态。将网络动态重构引入分布式电源的选址定容优化中，可以进一步提升配电网对分布式电源的消纳能力，同时提高分布式电源投资周期内的总体经济效益。

二、研究目标与方法

研究目标：

• 提出一种考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法。
• 提高配电网对分布式电源的消纳能力。
• 提升分布式电源投资周期内的总体经济效益。

研究方法：

2. 建立拓展DistFlow潮流模型： 针对闭环设计的配电网结构，提出计及联络线和分段开关状态的拓展DistFlow潮流模型。该模型能够准确描述网络动态重构过程中的潮流分布，为分布式电源选址定容优化提供基础。
4. 构建优化模型： 基于拓展DistFlow潮流模型，建立考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化模型。该模型以投资周期经济收益最高为目标，综合考虑分布式电源的投资成本、运行维护成本、配电网购电成本以及网络重构成本。
6. 模型线性化与松弛处理： 引入“虚拟支路电压”的概念对模型进行线性化处理，提出基于“有功流”的辐射形拓扑线性约束方法。同时，配合电流、电压变量替换和二阶锥松弛，建立统一优化模型的二阶锥形式。
8. 解决松弛不紧致问题： 采用添加辅助电压约束的方法，解决对含电压上限约束时二阶锥模型松弛不紧致的问题。通过定义辅助变量并约束其取值上限，保证二阶锥松弛的紧致性，从而提高求解结果的物理意义。
10. 算法实现与验证： 利用Matlab等编程工具实现上述优化模型，并在IEEE标准算例上进行测试。通过对比不同案例设置下的优化结果，验证所提方法的有效性和优越性。

三、关键技术与创新点

2. 拓展DistFlow潮流模型： 首次将联络线和分段开关状态引入DistFlow潮流模型，使其能够准确描述网络动态重构过程中的潮流分布。
4. 二阶锥规划模型： 通过线性化和松弛处理，将复杂的非线性优化问题转化为二阶锥规划问题，提高了求解效率。
6. 辅助电压约束方法： 提出添加辅助电压约束的方法，解决了二阶锥模型松弛不紧致的问题，保证了求解结果的物理意义。
8. 考虑经济性与技术性的综合优化： 在优化模型中综合考虑了分布式电源的投资成本、运行维护成本、配电网购电成本以及网络重构成本，实现了经济性与技术性的综合优化。

四、实验结果与分析

在IEEE标准算例上进行测试，结果表明：

2. 消纳能力提升： 考虑网络动态重构时，配电网对分布式电源的消纳能力得到明显提升。与不考虑重构的情况相比，最优接入容量显著增加。
4. 经济效益提高： 分布式电源投资周期内的经济收益也相应提高。由于网络动态重构能够平衡负荷、改善电压分布，从而降低了配电网的运行成本。
6. 选址结果差异： 在不考虑重构、低重构频率、高重构频率等不同案例设置下，由于联络线位置的影响，分布式电源的最优选址结果可能不同。因此，在接入分布式电源时，还需要考虑配电网实际的馈线自动化水平以及配电网保护系统对分布式电源功率倒送、网络动态重构的限制。

五、结论与展望

研究结论：

• 本文提出的考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法，能够有效提高配电网对分布式电源的消纳能力，同时提升分布式电源投资周期内的总体经济效益。
• 通过拓展DistFlow潮流模型、构建二阶锥规划模型以及添加辅助电压约束等方法，解决了复杂非线性优化问题的求解难题。
• 实验结果验证了所提方法的有效性和优越性，为配电网规划中分布式电源的选址定容提供了科学依据。

研究展望：

• 未来可以进一步考虑分布式电源和电动汽车等相关性的影响，构建更加复杂的优化模型。
• 可以研究多时间尺度下的网络动态重构策略，以适应分布式电源出力的不确定性。
• 可以探索与其他智能算法（如遗传算法、蚁群算法等）的融合，以提高优化算法的搜索效率和全局最优性。

📚2 运行结果

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🎉3 参考文献

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[1]朱俊澎,顾伟,张韩旦,等.考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法[J].电力系统自动化,2018,42(05):111-119.

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