中国电力 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (12): 191-198.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202309079
收稿日期:2023-09-19
录用日期:2023-12-18
发布日期:2023-12-23
出版日期:2023-12-28
作者简介:李娟(1987—),女,通信作者,博士,高级工程师,从事电力系统保护与控制研究,E-mail: 649820861@qq.com
基金资助:
Juan LI(
), Jiaming WANG, Sudi XU, Yunlong JIANG, Xiong YANG
Received:2023-09-19
Accepted:2023-12-18
Online:2023-12-23
Published:2023-12-28
Supported by:摘要:
针对原有配电网故障恢复策略在处理高渗透率分布式光伏并网时效率低、易陷入局部收敛等问题,提出了一种基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略。首先,以最小化失电负荷量为主和最小化网络损耗为从,构建主从双目标优化目标函数,并计及约束条件建立含分布式光伏并网的配电网故障恢复模型。其次,为克服标准萤火虫算法的不足,采用量子编码和量子旋转门的方式提高萤火虫算法的寻优速度和全局搜索能力,缩短故障恢复模型求解时间。然后,采用量子萤火虫算法求解故障恢复模型,通过控制配电网系统开关的通断,在保证重要负荷恢复供电的基础上尽可能多地恢复失电负荷,同时减少网络损耗。最后,在IEEE 33节点系统上进行算例分析以验证所述方法的可行性和优越性。
李娟, 汪家铭, 许苏迪, 姜云龙, 杨雄. 基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略[J]. 中国电力, 2023, 56(12): 191-198.
Juan LI, Jiaming WANG, Sudi XU, Yunlong JIANG, Xiong YANG. Fault Recovery Strategy of Distribution Networks Based on Quantum Firefly Algorithm[J]. Electric Power, 2023, 56(12): 191-198.
| 负荷等级 | 负荷节点集合 | 权重系数w | ||
| 一级 | 3、20、21、23、17、31 | 1.0 | ||
| 二级 | 4、5、12、13、15、19、22、24、 25、26、30、32 | 0.6 | ||
| 三级 | 剩余节点 | 0.1 |
表 1 节点处负荷重要程度划分和权重系数取值
Table 1 Importance classification of node load and weight coefficient values
| 负荷等级 | 负荷节点集合 | 权重系数w | ||
| 一级 | 3、20、21、23、17、31 | 1.0 | ||
| 二级 | 4、5、12、13、15、19、22、24、 25、26、30、32 | 0.6 | ||
| 三级 | 剩余节点 | 0.1 |
| 时期 | 总失电负 荷量/kW | 重要负荷失 电量/kW | 恢复供电的负荷 总功率/kW | 失电负荷节点 | 恢复供电节点 | 闭合开关 | 断开开关 | |||||||
| 故障 恢复前 | 860 | 480 | 0 | 27、28、29、30、 31、32、33 | — | — | 26—27 | |||||||
| 故障 恢复后 | 0 | 0 | 860 | — | 27、28、29、30、 31、32、33 | 8—21、12—22、25—29、 9—15、18—33 | 7—8、9—10、14—15、 32—33、26—27 |
表 2 方案一配电网系统故障前后结果对比
Table 2 Comparison of results before and after distribution network system failure of Scheme 1
| 时期 | 总失电负 荷量/kW | 重要负荷失 电量/kW | 恢复供电的负荷 总功率/kW | 失电负荷节点 | 恢复供电节点 | 闭合开关 | 断开开关 | |||||||
| 故障 恢复前 | 860 | 480 | 0 | 27、28、29、30、 31、32、33 | — | — | 26—27 | |||||||
| 故障 恢复后 | 0 | 0 | 860 | — | 27、28、29、30、 31、32、33 | 8—21、12—22、25—29、 9—15、18—33 | 7—8、9—10、14—15、 32—33、26—27 |
| 时期 | 总失电 负荷量/ kW | 重要负荷 失电量/ kW | 恢复供电的 负荷总 功率/kW | 失电负荷节点 | 恢复供电节点 | 闭合开关 | 断开开关 | 孤岛情况 | ||||||||
| 故障 恢复前 | 1015 | 180 | 0 | 7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18 | — | — | 6—7 | 孤岛 (节点17) | ||||||||
| 故障 恢复后 | 0 | 0 | 1015 | — | 7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、18 | 8—21、12—22、 9—15、18—33 | 9—10、14—15、 16—17、6—7 | — |
表 3 方案二配电网系统故障前后结果对比
Table 3 Comparison of results before and after distribution network system failure of Scheme 2
| 时期 | 总失电 负荷量/ kW | 重要负荷 失电量/ kW | 恢复供电的 负荷总 功率/kW | 失电负荷节点 | 恢复供电节点 | 闭合开关 | 断开开关 | 孤岛情况 | ||||||||
| 故障 恢复前 | 1015 | 180 | 0 | 7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18 | — | — | 6—7 | 孤岛 (节点17) | ||||||||
| 故障 恢复后 | 0 | 0 | 1015 | — | 7、8、9、10、11、12、 13、14、15、16、18 | 8—21、12—22、 9—15、18—33 | 9—10、14—15、 16—17、6—7 | — |
| 算法 | 失电负荷/kW | 平均迭代次数 | 运行时间/s | |||
| QFA | 0 | 12.3 | 11.74 | |||
| PSO | 0 | 17.4 | 20.06 | |||
| 文献[ | 0 | 14.2 | 12.68 |
表 4 算法性能对比
Table 4 Comparison of algorithm performance
| 算法 | 失电负荷/kW | 平均迭代次数 | 运行时间/s | |||
| QFA | 0 | 12.3 | 11.74 | |||
| PSO | 0 | 17.4 | 20.06 | |||
| 文献[ | 0 | 14.2 | 12.68 |
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