【配电网重构】基于SOE算法的多时段随机配电网重构方法【IEEE33节点、IEEE84节点】(Matlab代码实现)

简介: 【配电网重构】基于SOE算法的多时段随机配电网重构方法【IEEE33节点、IEEE84节点】(Matlab代码实现)

💥1 概述

摘要:配电网重构(DNR)的目的是确定配电网的最优拓扑结构,是降低电网功率损耗的有效措施。电力负荷需求和光伏(PV)输出是不确定的,并随时间变化,将影响最佳网络拓扑结构。单小时确定性DNR无法处理这种不确定性和可变性。为此,本文提出了求解多小时随机DNR (SDNR)的方法。现有的DNR求解方法要么不准确,要么过于耗时,因此无法求解大型配电网的多小时sdnr。为此,提出了一种开关开交换(SOE)方法。从所有开关关闭的环路网络开始,SOE由三个步骤组成。第一步是依次打开开关,直到打开所有循环。第二步和第三步修改第一步中获得的分支的状态,以获得更好的径向拓扑。通过5个试验系统验证了该方法的准确性和快速求解速度,以及多小时SDNR优于单小时确定性DNR的优越性。 本程序是完全复现《Switch Opening and Exchange Method for Stochastic Distribution Network Reconfiguration》,代码主要做的是一个通过配电网重构获取最优网络拓扑的问题,从而有效降低网损,提高经济效益,同时考虑了光伏和负荷的随机性,构建了多时段随机配电网重构模型,考虑到大型网络中计算较为耗时,采用一种基于开断和交换的SOE方法,已获得良好的径向拓扑,采用IEEE多个标准算例进行了测试,更加创新,而且求解的效果更好,结果和论文基本是一致,代码质量非常高,但是子程序比较多,适合有编程经验的同学学习!


📚2 运行结果

2.1 算例结果


2.2 仿真结果

2.3 结论

提出了一个多小时的SDNR来处理可变和不确定的负载和PV输出。现有的SDNR方法要么不准确,要么太耗时。因此,提出了一种精确、快速的启发式方法SOE,同时求解SDNR和DDNR。SOE由三个步骤组成。第一步可以快速获得相对准确的初始解,第二步和第三步进一步提高精度。仿真结果表明,与其他启发式方法相比,SOE 1)精度更高,2)在单小时DDNRs中的精度几乎与MP相当(99.71% ~ 100%),3)在求解多小时DDNRs时明显优于MP(例如损失减少19.65%)。SOE的解决速度明显快于MP(例如,快72-2325倍)。因此,SOE在精度和/或求解速度方面优于MP和其他启发式方法,特别是在求解大规模多小时DDNRs时。仿真结果还表明:1)解决多小时DDNR/SDNR比解决单小时DDNR/SDNR能获得更好的结果,即具有更低的损耗和/或满足电压限制;2)阻塞DDNR/SDNR能在损耗和开关动作数之间实现良好的平衡,而小时DDNR/SDNR有很多开关动作,24小时DDNR/SDNR有很高的损耗;3) SDNR优于DDNR,当负载(PV输出)低于(高于)其预测值时,DDNR的结果可能会违反电压上限。


部分代码:


warning('off')
addpath(pathdef)
mpopt = mpoption;
mpopt.out.all = 0; % do not print anything
mpopt.verbose = 0;
version_LODF = 0 % 1: use decrease_reconfig_algo_LODF.m
                                  % 0: use decrease_reconfig_algo.m
distancePara = 10
combine3 = 1
candi_brch_bus = []; % candidate branch i added to bus j
% mpc0 = case417;
casei=4
d417_v2
substation_node = 1;        n_bus = 417;
n1 = 3
n2 = 2
n1_down_substation = n1+1;    n2_up_ending = n2;
Branch0 = Branch;
brch_idx_in_loop0 = unique(brch_idx_in_loop(:));
show_biograph1 = 0;
show_biograph = 0;
%% original network's power flow (not radial)
% show_biograph(Branch, Bus)
from_to = show_biograph_not_sorted(Branch, substation_node, show_biograph1); 
mpc = generate_mpc(Bus, Branch, n_bus);
res_orig = runpf(mpc, mpopt);
losses = get_losses(res_orig.baseMVA, res_orig.bus, res_orig.branch);
loss0 = sum(real(losses));
fprintf('case417_tabu: original loop network''s loss is %.5f \n\n', loss0)
% for each branch in a loop, 
% if open that branch does not cause isolation, check the two ending buses 
% of that branch for connectivity, realized by shortestpath or conncomp
% calculate the lowest loss increase, print out the sorted loss increase 
% open the branch with lowest loss increase
% stop criterion: number of buses - number of branches = 1
%% ------------------------ Core algorithm ------------------------%%
ff0 = Branch(:, 1);   ff = ff0;
tt0 = Branch(:, 2);   tt = tt0;
t1 = toc;
if version_LODF
    [Branch] = decrease_reconfig_algo_LODF(Bus, Branch, brch_idx_in_loop, ...
        ff0, tt0, substation_node, n_bus, loss0, distancePara); %%%  core algorithm
else
    [Branch] = decrease_reconfig_algo(Bus, Branch, brch_idx_in_loop, ff0, tt0, ...
        substation_node, n_bus, loss0); %%%  core algorithm
end
t2 = toc;
time_consumption.core = t2 - t1
% output of core algorithm
from_to = show_biograph_not_sorted(Branch(:, [1 2]), substation_node, ...
        show_biograph1);
from_to0 = from_to;
mpc = generate_mpc(Bus, Branch, n_bus);
res_pf_dec = runpf(mpc, mpopt);
losses = get_losses(res_pf_dec.baseMVA, res_pf_dec.bus, res_pf_dec.branch);
loss0_dec = sum(real(losses));  % 
fprintf('case417_tabu: radial network obtained by my core algorithm''s loss is %.5f \n\n', loss0_dec)
Branch_loss_record = [];
% record Branch and loss
Branch_loss_record.core.Branch = Branch;
Branch_loss_record.core.loss = loss0_dec;
%% prepare force open branches for tabu: branch_idx_focused
if get_brch_tabu_v2 == 1
    [branch_idx_focused] = get_branch_idx_focused_for_tabu_v2( ...
        from_to, Branch0, Branch, substation_node, brch_idx_in_loop0, n_bus, ...
        n1_down_substation, n2_up_ending); % to answer reviewer 5-5's question
else
    [branch_idx_focused] = get_branch_idx_focused_for_tabu( ...
        from_to, Branch0, Branch, substation_node, brch_idx_in_loop0, n_bus, ...
        n1_down_substation, n2_up_ending);
end
%% ------------------------ Tabu algorithm ------------------------%%
% run the core program for each upstream branch connected to the idx_force_open
% idx_considered = [35 69]
% for iter = idx_considered
for iter = 1:length(branch_idx_focused)
    fprintf('iter=%d/%d\n', iter, length(branch_idx_focused));
    Branch = Branch0;
    Branch(branch_idx_focused(iter), :) = [];
    ff0 = Branch(:, 1);   ff = ff0;
    tt0 = Branch(:, 2);   tt = tt0;
    brch_idx_in_loop = brch_idx_in_loop0;
    idx_tmp = find(brch_idx_in_loop == branch_idx_focused(iter));
    if isempty(idx_tmp)
    else
        brch_idx_in_loop(idx_tmp) = [];
        brch_idx_in_loop(idx_tmp:end) = brch_idx_in_loop(idx_tmp:end)-1;
    end
    t1 = toc;
    %%------------------- core algorithm in Tabu loop--------------------%%
    if version_LODF
        [Branch] = decrease_reconfig_algo_LODF(Bus, Branch, brch_idx_in_loop, ...
            ff0, tt0, substation_node, n_bus, loss0, distancePara); %%%  core algorithm
    else
        [Branch] = decrease_reconfig_algo(Bus, Branch, brch_idx_in_loop, ff0, tt0, ...
            substation_node, n_bus, loss0); %%%  core algorithm
    end
    t2 = toc;    


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。

🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解

相关文章
|
10月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
422 8
|
10月前
|
机器学习/深度学习 编解码 算法
基于OFDM技术的水下声学通信多径信道图像传输研究(Matlab代码实现)
基于OFDM技术的水下声学通信多径信道图像传输研究(Matlab代码实现)
409 8
|
10月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
803 0
|
10月前
|
算法 定位技术 计算机视觉
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
1121 0
|
10月前
|
算法 机器人 计算机视觉
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
308 0
|
10月前
|
新能源 Java Go
【EI复现】参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析(Matlab代码实现)
【EI复现】参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析(Matlab代码实现)
305 0
|
10月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 测试技术
基于CEEMDAN-VMD-BiLSTM的多变量输入单步时序预测研究(Matlab代码实现)
基于CEEMDAN-VMD-BiLSTM的多变量输入单步时序预测研究(Matlab代码实现)
365 8
|
10月前
|
机器学习/深度学习 算法 自动驾驶
基于导向滤波的暗通道去雾算法在灰度与彩色图像可见度复原中的研究(Matlab代码实现)
基于导向滤波的暗通道去雾算法在灰度与彩色图像可见度复原中的研究(Matlab代码实现)
475 8
|
10月前
|
编解码 运维 算法
【分布式能源选址与定容】光伏、储能双层优化配置接入配电网研究(Matlab代码实现)
【分布式能源选址与定容】光伏、储能双层优化配置接入配电网研究(Matlab代码实现)
819 12
|
10月前
|
人工智能 数据可视化 网络性能优化
【顶级SCI复现】虚拟电厂的多时间尺度调度:在考虑储能系统容量衰减的同时,整合发电与多用户负荷的灵活性研究(Matlab代码实现)
【顶级SCI复现】虚拟电厂的多时间尺度调度:在考虑储能系统容量衰减的同时,整合发电与多用户负荷的灵活性研究(Matlab代码实现)
313 9

热门文章

最新文章