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【配电网重构】基于混合整数二阶锥配电网重构研究（Matlab代码实现）

news 2025/6/25 14:43:33

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

随着经济快速增长，电力需求急剧增加，这给输配电网带来了巨大的扩容投资压力［１］。电力系统高峰负荷十分集中，要满足尖峰段负荷需求， 就必须加大系统容量建设，这不仅带来了巨大的投资要求，也使得电网现有的设备利用率低下，部分设备只在高峰时段运行。配电网多采用环状结构，开环运行，在配电线路沿馈线设有一定数量的常闭分段开关，馈线之间装有常开的联络开关。配电网重构技术不需增加额外投资，只需调整配电网中的开关状态，就可达到优化运行结构、平衡电力负荷、降低网络损耗、提高 电 压 质 量 的 目 的。理论上，任 何 一 个 配电网都存在一个最优的网络结构，在这个最优结构下，各负荷点的运行电压、网络损耗和负荷平衡的协调均优于其

他可行方案。当负荷变化时，这个最优结构也将变化，因此计算出这个最优结构，以使配电网尽可能地运行在最优状态。

主动配电网进行网络重构的目标有多种,主要包括:降低网络有功损耗,降低系统一定时间段内能量损耗,使线路负载均衡,提高系统供电可靠性,以及提高电压稳定性等。对应的优化目标函数可以用如下数学形式进行表示。

📚2 运行结果

 

 IEEE33节点：

function mpc = IEEE33%% MATPOWER Case Format : Version 2
mpc.version = '2';%%-----  Power Flow Data  -----%%
%% system MVA base
mpc.baseMVA = 10;%% bus data
%	bus_i	type	Pd	Qd	Gs	Bs	area	Vm	Va	baseKV	zone	Vmax	Vmin
mpc.bus = [ %% (Pd and Qd are specified in kW & kVAr here, converted to MW & MVAr below)1	3	0	0	0	0	1	1	0	12.66	1	1	1;2	1	100	60	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;3	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;4	1	120	80	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;5	1	60	30	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;6	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;7	1	200	100	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;8	1	200	100	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;9	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;10	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;11	1	45	30	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;12	1	60	35	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;13	1	60	35	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;14	1	120	80	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;15	1	60	10	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;16	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;17	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;18	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;19	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;20	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;21	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;22	1	90	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;23	1	90	50	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;24	1	420	200	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;25	1	420	200	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;26	1	60	25	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;27	1	60	25	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;28	1	60	20	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;29	1	120	70	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;30	1	200	600	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;31	1	150	70	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;32	1	210	100	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;33	1	60	40	0	0	1	1	0	12.66	1	1.1	0.9;
];%% generator data
%	bus	Pg	Qg	Qmax	Qmin	Vg	mBase	status	Pmax	Pmin	Pc1	Pc2	Qc1min	Qc1max	Qc2min	Qc2max	ramp_agc	ramp_10	ramp_30	ramp_q	apf
mpc.gen = [1	0	0	10	-10	1	100	1	10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0;
];%% branch data
%	fbus	tbus	r	x	b	rateA	rateB	rateC	ratio	angle	status	angmin	angmax
mpc.branch = [  %% (r and x specified in ohms here, converted to p.u. below)1	2	0.0922	0.0470	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;2	3	0.4930	0.2511	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;3	4	0.3660	0.1864	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;4	5	0.3811	0.1941	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;5	6	0.8190	0.7070	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;6	7	0.1872	0.6188	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;7	8	0.7114	0.2351	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;8	9	1.0300	0.7400	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;9	10	1.0440	0.7400	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;10	11	0.1966	0.0650	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;11	12	0.3744	0.1238	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;12	13	1.4680	1.1550	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;13	14	0.5416	0.7129	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;14	15	0.5910	0.5260	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;15	16	0.7463	0.5450	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;16	17	1.2890	1.7210	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;17	18	0.7320	0.5740	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;2	19	0.1640	0.1565	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;19	20	1.5042	1.3554	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;20	21	0.4095	0.4784	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;21	22	0.7089	0.9373	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;3	23	0.4512	0.3083	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;23	24	0.8980	0.7091	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;24	25	0.8960	0.7011	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;6	26	0.2030	0.1034	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;26	27	0.2842	0.1447	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;27	28	1.0590	0.9337	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;28	29	0.8042	0.7006	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;29	30	0.5075	0.2585	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;30	31	0.9744	0.9630	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;31	32	0.3105	0.3619	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;32	33	0.3410	0.5302	0	0	0	0	0	0	1	-360	360;21	8	2.0000	2.0000	0	0	0	0	0	0	0	-360	360;9	15	2.0000	2.0000	0	0	0	0	0	0	0	-360	360;12	22	2.0000	2.0000	0	0	0	0	0	0	0	-360	360;18	33	0.5000	0.5000	0	0	0	0	0	0	0	-360	360;25	29	0.5000	0.5000	0	0	0	0	0	0	0	-360	360;
];%%-----  OPF Data  -----%%
%% generator cost data
%	1	startup	shutdown	n	x1	y1	...	xn	yn
%	2	startup	shutdown	n	c(n-1)	...	c0
mpc.gencost = [2	0	0	3	0	20	0;
];%% convert branch impedances from Ohms to p.u.
[PQ, PV, REF, NONE, BUS_I, BUS_TYPE, PD, QD, GS, BS, BUS_AREA, VM, ...VA, BASE_KV, ZONE, VMAX, VMIN, LAM_P, LAM_Q, MU_VMAX, MU_VMIN] = idx_bus;
[F_BUS, T_BUS, BR_R, BR_X, BR_B, RATE_A, RATE_B, RATE_C, ...TAP, SHIFT, BR_STATUS, PF, QF, PT, QT, MU_SF, MU_ST, ...ANGMIN, ANGMAX, MU_ANGMIN, MU_ANGMAX] = idx_brch;
Vbase = mpc.bus(1, BASE_KV) * 1e3;      %% in Volts
Sbase = mpc.baseMVA * 1e6;              %% in VA
mpc.branch(:, [BR_R BR_X]) = mpc.branch(:, [BR_R BR_X]) / (Vbase^2 / Sbase);%% convert loads from kW to MW
mpc.bus(:, [PD, QD]) = mpc.bus(:, [PD, QD]) / 1e3;

function mpc = IEEE33


%% MATPOWER Case Format : Version 2
mpc.version = '2';

%%-----  Power Flow Data  -----%%
%% system MVA base
mpc.baseMVA = 10;

%% bus data
%    bus_i    type    Pd    Qd    Gs    Bs    area    Vm    Va    baseKV    zone    Vmax    Vmin
mpc.bus = [ %% (Pd and Qd are specified in kW & kVAr here, converted to MW & MVAr below)
    1    3    0    0    0    0    1    1    0    12.66    1    1    1;
    2    1    100    60    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    3    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    4    1    120    80    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    5    1    60    30    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    6    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    7    1    200    100    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    8    1    200    100    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    9    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    10    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    11    1    45    30    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    12    1    60    35    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    13    1    60    35    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    14    1    120    80    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    15    1    60    10    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    16    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    17    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    18    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    19    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    20    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    21    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    22    1    90    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    23    1    90    50    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    24    1    420    200    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    25    1    420    200    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    26    1    60    25    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    27    1    60    25    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    28    1    60    20    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    29    1    120    70    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    30    1    200    600    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    31    1    150    70    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    32    1    210    100    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
    33    1    60    40    0    0    1    1    0    12.66    1    1.1    0.9;
];

🎉3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

[1]朱俊澎. 主动配电网重构与孤岛划分研究[D].东南大学,2018.

[2]葛鹏江,张树永,董晓晶,靳盘龙.基于鲁棒优化的配网重构二阶锥规划模型[J].电力科学与技术学报,2018,33(04):50-57.

[3]荣德生,胡举爽.配电网重构的凸模型[J].电源学报,2016,14(03):131-136.DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2016.3.131.

[4]向佳霓,赵建立,顾霈,王隗东,陈珂,张洪志.考虑需求响应的配电网重构经济性和可靠性研究[J].电工技术,2022(19):20-23.DOI:10.19768/j.cnki.dgjs.2022.19.006.

🌈4 Matlab代码实现

http://www.lryc.cn/news/90870.html

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