智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)的現(xiàn)狀與展望目

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1、智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)的現(xiàn)狀與展望目吳秀君廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山火炬供電分局528400摘要：：配電網(wǎng)故障恢復(fù)是智能配電網(wǎng)自愈功能實(shí)現(xiàn)的重要保證，對滿足用戶供電需求以及降低網(wǎng)損等都只有十分重要的意義。概述了國內(nèi)外配電網(wǎng)故障恢復(fù)研究的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀，分別從數(shù)學(xué)優(yōu)化方法、啟發(fā)式搜索方法、人工智能方法三類方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述，分析了各個(gè)算法的自身特點(diǎn)以及亟待解決的問題。最后指出了配電網(wǎng)故障恢復(fù)值得進(jìn)一步研究的問題，并結(jié)合配電網(wǎng)管理模式、模型建立、算法融合以及分布式能源的利用對其發(fā)展前景進(jìn)行了初步的展望。關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自愈；故障恢復(fù)；數(shù)學(xué)優(yōu)化；啟發(fā)式搜索；人工智能引言：智能電

2、網(wǎng)日益成為電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向，智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，其主要特征為A有完備的自愈功能，能最大程度地減少電網(wǎng)故障對用戶的影響，并且支持大量分布式電源接入。配電M直接面向用戶，其自愈能力的高低直接影響電網(wǎng)對用戶的供電質(zhì)量。而配電網(wǎng)故障恢復(fù)是智能配電網(wǎng)自愈功能實(shí)現(xiàn)過程中重要一環(huán)，對故障恢復(fù)策略進(jìn)行研究至關(guān)緊要。配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題，是指配電網(wǎng)故障發(fā)生后，故障定位和故障隔離的基礎(chǔ)之上，采用一定的故障恢復(fù)策略，對配電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)及分段開關(guān)進(jìn)行操作，將斷電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他饋線進(jìn)行供電，及時(shí)找到非故障IX的最佳恢復(fù)供電路徑，完成配電網(wǎng)故障恢復(fù)的任務(wù)。配電網(wǎng)故障恢復(fù)是一個(gè)多

3、目標(biāo)、多維數(shù)、多約朿、多時(shí)段非線性的組態(tài)優(yōu)化問題，是NP難問題的一種。國內(nèi)外很多研究學(xué)者對此作了大量的研究，從研究的類別來看，配網(wǎng)故障恢復(fù)策略大致可以分為三種：數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，啟發(fā)式搜索方法，以及人工智能方法。木文分析了近年來文獻(xiàn)中提出的配電網(wǎng)故障恢復(fù)各種策略，闡述了當(dāng)前配電網(wǎng)故障恢復(fù)存在的問題，并由此對配電網(wǎng)故障恢復(fù)的研宄進(jìn)行了初步展望。正文一、采用數(shù)學(xué)優(yōu)化方法的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法數(shù)學(xué)優(yōu)化方法因?yàn)橛型暾麌?yán)格的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，在配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題上得到了廣泛的應(yīng)用，大致有整數(shù)規(guī)劃法、分支界定法、混合整數(shù)法等方法。1987年K.Aoki提出了建立分階段配電網(wǎng)負(fù)荷的二次規(guī)劃

4、模型，使用遞歸二次規(guī)劃求解故障恢復(fù)問題。此后許多學(xué)者考慮把數(shù)學(xué)優(yōu)化的方法應(yīng)用于配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題中，文獻(xiàn)［4】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。Nahman等人應(yīng)用分支界定法求解故障恢復(fù)問題。Stankovic等人則提出了一種基于線性系統(tǒng)模型面向圖的控制算法，利用混合整數(shù)規(guī)劃求解控制策略。在保證快速恢復(fù)供電的基礎(chǔ)之上，把非故障區(qū)相關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)及路徑的選擇轉(zhuǎn)化為從不冋的電源點(diǎn)到各聯(lián)絡(luò)開關(guān)的最短路徑問題，采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對恢復(fù)供電的路徑進(jìn)

5、行最優(yōu)化選擇，并采用非線性多0標(biāo)規(guī)劃對恢復(fù)供電的多0標(biāo)問題進(jìn)行優(yōu)化求解。文獻(xiàn)［8】提出了改進(jìn)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法解決配電網(wǎng)故障恢復(fù)的問題，選定饋線恢復(fù)供電的次序?yàn)閯?dòng)態(tài)規(guī)劃中的狀態(tài)變量，同吋通過對狀態(tài)變量進(jìn)行分組以及挑選最優(yōu)狀態(tài)等措施，降低狀態(tài)變量的個(gè)數(shù)，加速故障恢復(fù)的吋間。采用的數(shù)學(xué)優(yōu)化方法適用于處理系統(tǒng)規(guī)模不大、復(fù)雜性不高的故障恢復(fù)問題，只要0標(biāo)函數(shù)存在最優(yōu)解就一定能夠找到最優(yōu)解，但是供電恢復(fù)問題是一個(gè)NP難問題，單純用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化的方法存在著維數(shù)災(zāi)害的問題，同時(shí)也存在計(jì)算量大，計(jì)算吋間長，實(shí)吋性不強(qiáng)等問題。二、基于人工智能的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法近年來，現(xiàn)代人工智能方法以

6、艽獨(dú)特智能特性在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題也不例外。國內(nèi)外研究人員借助于人工智能方法提出了故障恢復(fù)的各種策略，使用的方法主要冇專家系統(tǒng)、Petri網(wǎng)、模糊算法、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、多智能體算法、禁忌算法、模擬退火算法、免疫算法、進(jìn)化算法以及至少兩種以上組合改進(jìn)算法等。1.基于模糊理論的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法模糊理論是模擬人的模糊推理和決策過程的一種智能方法，它根據(jù)己知的決策規(guī)則形成規(guī)則庫，把模糊化后的變量根據(jù)模糊規(guī)則庫進(jìn)行模糊推理，然后把決策結(jié)果量清晰化進(jìn)行控制。模糊理論適用于處理不確定性、非線性等問題，模糊知識使用語言變量來表述專家的經(jīng)驗(yàn)

7、，接近人處理問題的方式，具有較強(qiáng)的魯棒性。而配電網(wǎng)故障恢復(fù)問題受電力系統(tǒng)各種約束條件的不確定性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)的吋變性等其他條件的影響，很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。針對這種情況，模糊理論被引入故障恢復(fù)問題的研究。基于模糊理論的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法，借助于專家知識形成的規(guī)則庫，奮效地應(yīng)對了故障恢復(fù)難以建立精確模型的問題，但是這一算法也存在著明顯的不足，故障恢復(fù)信息的模糊化程度不好把握，如果簡單模糊化故障恢復(fù)的約束條件等信息將導(dǎo)致故障恢復(fù)0標(biāo)的實(shí)現(xiàn)精度降低；故障恢復(fù)專家信息規(guī)則庫的初期形成和及吋更新是一項(xiàng)繁雜的工作；另外模糊推理過程中論域選擇、參數(shù)的選取等需要多次憑借經(jīng)驗(yàn)試