配電網(wǎng)在根樹分割和負(fù)荷均衡分配下的故障恢復(fù)

英云龍，蔣仁江，秦志成

（國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司，山東日照250061）

配電網(wǎng)在根樹分割和負(fù)荷均衡分配下的故障恢復(fù)

英云龍，蔣仁江，秦志成

（國網(wǎng)山東省電力公司日照供電公司，山東日照250061）

隨著電網(wǎng)發(fā)展，高供電能力網(wǎng)架被廣泛應(yīng)用在配網(wǎng)改造中，在提高配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)率的同時使得其故障恢復(fù)算法表現(xiàn)為復(fù)雜的圖論問題。針對圖論問題下的配網(wǎng)故障恢復(fù)算法這一熱點，提出配網(wǎng)在根數(shù)分割理論下的故障恢復(fù)算法。該算法將配網(wǎng)非故障失電區(qū)域比作根樹，根樹分割的過程就是形成故障恢復(fù)策略的過程。從下游對根樹逐段進行分割，將分割過程中產(chǎn)生的饋線段下游多個聯(lián)絡(luò)開關(guān)作為被分割出去部分的根節(jié)點，則形成多個新根樹。新根樹之間組合又形成根樹組，每一個根樹組對應(yīng)一個故障恢復(fù)方案，以恢復(fù)盡量多的負(fù)荷和負(fù)荷均衡為最優(yōu)方案，對形成的故障恢復(fù)方案進行篩選。以典型高供電能力網(wǎng)架為實例進行計算與分析，驗證該算法的有效性。

高供電能力配網(wǎng)網(wǎng)架；故障恢復(fù)；負(fù)荷均衡；根樹分割

0 引言

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，高供電能力網(wǎng)架越來越多地應(yīng)用在配電網(wǎng)中，極大提高了配電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)率和相應(yīng)設(shè)備的利用率，保證了配電網(wǎng)的持續(xù)安全可靠供電。但是，高供電能力配網(wǎng)網(wǎng)架的應(yīng)用卻使得配網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦配網(wǎng)發(fā)生故障，其故障后的恢復(fù)問題變得越來越棘手。與此同時，配電自動化的應(yīng)用也為配網(wǎng)故障恢復(fù)提供了技術(shù)支持，針對現(xiàn)代配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法問題的研究成為了一大熱點。

配電網(wǎng)故障恢復(fù)，是一個多目標(biāo)非線性約束問題?；謴?fù)盡可能多的負(fù)荷和減少開關(guān)操作的次數(shù)是故障恢復(fù)的兩個主要目標(biāo)，但是隨著配電網(wǎng)自動化的廣泛應(yīng)用，開關(guān)由傳統(tǒng)的手動操作變成了遠(yuǎn)程的控制操作，因傳統(tǒng)開關(guān)手動操作次數(shù)過多導(dǎo)致的故障恢復(fù)時間延長、配電網(wǎng)供電可靠性得不到保障的問題得到了解決，故現(xiàn)在故障恢復(fù)的過程可忽略開關(guān)操作次數(shù)的影響。文獻［1］中提出了負(fù)荷均衡系數(shù)的概念，其指出負(fù)荷均衡度越高配電網(wǎng)的網(wǎng)損就越低，配網(wǎng)供電的安全性和經(jīng)濟性就越好。因此，將恢復(fù)盡可能多的負(fù)荷和提高負(fù)荷均衡度設(shè)定為配電網(wǎng)故障恢復(fù)的目標(biāo)。

針對配網(wǎng)故障恢復(fù)問題研究涉及比較多的方法是人工智能算法和啟發(fā)式搜索算法［2-3］。人工智能算法能形成較優(yōu)恢復(fù)方案，但是計算量大、迭代次數(shù)多的缺點使得配電網(wǎng)供電可靠性的要求得不到滿足。相反，啟發(fā)式搜索算法搜索速度快，故障恢復(fù)時間短。因此，將利用啟發(fā)式搜索方法對根樹進行逐段分割尋找故障恢復(fù)方案。

對于具備高供電能力網(wǎng)架拓?fù)涮攸c的配電網(wǎng)，一旦其發(fā)生故障，在故障恢復(fù)的過程中將配網(wǎng)的非故障失電區(qū)域比作根樹，利用根樹分割的過程形成故障恢復(fù)策略。以恢復(fù)盡可能多的負(fù)荷和提高負(fù)荷均衡度為目標(biāo)采用啟發(fā)式搜索方法對根樹進行逐段分割從而篩選出最優(yōu)故障恢復(fù)方案。在啟發(fā)式搜索過程中，保證配電網(wǎng)供電輻射性特點，避免產(chǎn)生拓?fù)渖喜豢尚薪?；在對根樹進行分割的過程中，引入容量約束條件，優(yōu)化搜索過程。

1 高供電能力配電網(wǎng)架故障恢復(fù)模型

高供電能力網(wǎng)架具備多分段、多聯(lián)絡(luò)的特點，形成網(wǎng)格化供電模式。故障發(fā)生時，斷開分段開關(guān)可將故障區(qū)域隔離；此后，通過閉合與非故障失電區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，會產(chǎn)生多種可行的故障恢復(fù)方案。典型高供電能力配電網(wǎng)模型如圖1所示。

圖1 高供電能力配電網(wǎng)模型

1.1 非故障失電區(qū)的根樹模型

配電網(wǎng)發(fā)生故障將故障區(qū)域隔離后，因故障導(dǎo)致的非故障失電區(qū)需要恢復(fù)供電。此時的非故障失電區(qū)域?qū)⒂蓛刹糠謽?gòu)成，一部分是位于電源側(cè)的故障區(qū)域，此部分非故障失電區(qū)通過原先的電源點即可恢復(fù)供電；另一部分則是位于負(fù)荷側(cè)的故障區(qū)域，此部分非故障失電區(qū)則另需其他電源點對其進行恢復(fù)供電。本文將研究的重點放在了負(fù)荷側(cè)故障區(qū)域，所提到的非故障失電區(qū)均指負(fù)荷側(cè)故障區(qū)域［4］。

為了便于對非故障失電區(qū)進行搜索，需要將非故障失電區(qū)抽象為根樹。配電網(wǎng)的特點是配電網(wǎng)呈放射狀或閉環(huán)結(jié)構(gòu)開環(huán)運行，若將連接非故障失電區(qū)域的分段開關(guān)/聯(lián)絡(luò)開關(guān)視作節(jié)點，將饋線段規(guī)定正方向后視作邊，那么非故障失電區(qū)域便可以抽象為根樹。每個節(jié)點的層號規(guī)定為根節(jié)點到該節(jié)點的長度，邊的方向規(guī)定為從層號低的節(jié)點指向?qū)犹柛叩墓?jié)點，將邊的權(quán)規(guī)定為每條饋線段的負(fù)荷量。在圖1中，假設(shè)饋線段1～2發(fā)生了故障，在隔離了1～2這一故障區(qū)域后，可將非故障失電區(qū)域抽象成圖2中所示的以節(jié)點3為根節(jié)點的根樹。

圖2 非故障失電區(qū)根樹模型

1.2 電網(wǎng)故障恢復(fù)目標(biāo)與約束條件

1.2.1 故障恢復(fù)目標(biāo)

恢復(fù)盡量多的非故障失電區(qū)的重要負(fù)荷是配電網(wǎng)故障恢復(fù)的首要目標(biāo)，該目標(biāo)函數(shù)定義為

式中：Ii為重要負(fù)荷節(jié)點i通過的電流值，將負(fù)荷節(jié)點的容量用該電流值表示；Φ為非故障失電區(qū)所有重要負(fù)荷節(jié)點集合；Φ1為非故障失電區(qū)域內(nèi)需要恢復(fù)供電的重要負(fù)荷節(jié)點集合。同時，恢復(fù)盡量多的非故障失電區(qū)負(fù)荷的目標(biāo)函數(shù)為

式中：Ii為負(fù)荷節(jié)點i通過的電流值；Ψ為非故障失電區(qū)所有負(fù)荷節(jié)點集合；Ψ1為非故障失電區(qū)域內(nèi)需要恢復(fù)供電的負(fù)荷節(jié)點集合。

負(fù)荷均衡可以有效降低配電網(wǎng)的網(wǎng)損，實現(xiàn)配電供電的安全性和經(jīng)濟性。因此恢復(fù)供電后，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡。由文獻［1］得到的負(fù)荷均衡系數(shù)公式為

式中：y為方案；i為方案中聯(lián)絡(luò)支路；n為需要恢復(fù)的節(jié)點數(shù)；b為可以應(yīng)用于負(fù)荷轉(zhuǎn)供的聯(lián)絡(luò)支路數(shù)；Ek（y）為方案y下聯(lián)絡(luò)支路i的均衡系數(shù)；Si和Si_max分別為聯(lián)絡(luò)支路i上分配的負(fù)荷容量以及該聯(lián)絡(luò)之路所能承擔(dān)的最大負(fù)荷容量；vnode-j為節(jié)點j的負(fù)荷容量。

以式（3）為基礎(chǔ)，針對一條配電供電線路的負(fù)荷均衡系數(shù)，提出如下計算公式

式中：y為方案；k為供電線路；Γ為供電線路集合；Ek（y）為供電線路k在方案y中的均衡系數(shù)；Ik為供電線路k在恢復(fù)供電后的實際電流大??；Ik_max為供電線路k在恢復(fù)供電后的額定電流大小。

比較式（3）和（4），計算負(fù)荷均衡系數(shù)時用到的平均負(fù)荷率的不同。前者的平均負(fù)荷率是非故障失電區(qū)總負(fù)荷容量與恢復(fù)供電后所有參與故障恢復(fù)供電線路額定容量之和的比值，而后者的平均負(fù)荷率是在故障區(qū)域恢復(fù)供電后，所有通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與非故障失電區(qū)相連的供電線路的實際電流之和與額定電流之和的比值。在公式（4）的基礎(chǔ)之上，故障恢復(fù)方案y下的所有供電線路的負(fù)荷均衡系數(shù)公式為

該負(fù)荷系數(shù)越小則表示著負(fù)荷均衡度就越高［5］。

1.2.2 故障恢復(fù)的約束條件

鑒于所提出的算法是針對高供電能力的配電網(wǎng)架，系統(tǒng)的電壓約束可以忽略不計。除此之外，要想實現(xiàn)配電網(wǎng)的故障恢復(fù)，其應(yīng)滿足以下3個約束條件。

1）支路電流約束。

式中：Ij為支路j的實際電流大小；Imaxj為支路j的額定電流；Ψ為供電線路支路集合。

2）拓?fù)浼s束?；謴?fù)供電后，配電網(wǎng)的供電仍為輻射狀。

3）供電線路容量約束。

式中：Ik為恢復(fù)供電后供電線路k的實際電流大??；Ik，max為供電線路k的額定電流。

2 高供電能力網(wǎng)架故障恢復(fù)算法

算法的主要步驟如下：首先，確定非故障失電區(qū)根樹及其主干路徑；第二，對非故障失電區(qū)根樹的分支進行預(yù)處理；第三，利用根樹分割法形成故障恢復(fù)方案；第四，若備用容量不足，則進行負(fù)荷轉(zhuǎn)移和甩負(fù)荷；第五，篩選最優(yōu)故障恢復(fù)方案。故障恢復(fù)算法的流程如圖3所示。

2.1 確定非故障失電區(qū)根樹及其主干路

省略根樹中葉子為非聯(lián)絡(luò)開關(guān)的分支，保留根節(jié)點，出度大于1的節(jié)點以及葉子，忽略其余節(jié)點，形成以聯(lián)絡(luò)開關(guān)為根節(jié)點和葉子的修正根樹，計算其高度。選出高度最大的某個修正根樹，將形成此修正根樹的原根樹作為非故障失電區(qū)根樹。規(guī)定從根節(jié)點到葉的路徑為路。選取修正根樹某一高度最大的路的葉子作為非故障失電區(qū)根樹主干路的葉子，從非故障失電區(qū)根樹到此葉子所經(jīng)過的路徑即為非故障失電區(qū)根樹的主干路。圖1中的非故障失電區(qū)根據(jù)上述原則形成的非故障失電區(qū)根樹如圖2所示，其主干路為根節(jié)點3至葉子11的路。

2.2 分支的預(yù)處理

非故障失電區(qū)根樹中分支的存在會對算法的快速性產(chǎn)生影響，因此，為了提高算法的快速性，需要對分支做預(yù)處理。分支分無聯(lián)絡(luò)開關(guān)與之相連的分支和有聯(lián)絡(luò)開關(guān)與之相連的分支兩類。應(yīng)將無聯(lián)

開關(guān)與之相連的分支等效為負(fù)荷添加到與分支相的主干路的邊上。對有聯(lián)絡(luò)開關(guān)與之相連的分支，應(yīng)閉合分支聯(lián)絡(luò)開關(guān)，從分支末端開始，向上游回溯并將所經(jīng)過的邊的負(fù)荷由聯(lián)絡(luò)開關(guān)背后的供電線路供電［6-8］；若回溯到分支首節(jié)點時，供電線路的負(fù)荷量小于其額定容量，則斷開分支首節(jié)點，停止搜索，將斷開的節(jié)點作為新的聯(lián)絡(luò)開關(guān)；若回溯到分支某節(jié)點時，供電線路的負(fù)荷量大于其額定容量，則斷開此節(jié)點的下游節(jié)點，停止搜索，將下游節(jié)點作為新的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，分支剩余的邊按第一類分支進行處理。經(jīng)該方法處理后，消除了分支影響，所有的聯(lián)絡(luò)開關(guān)直接與主干路相連［9］。經(jīng)分支預(yù)處理后，圖2所示的根樹如圖4所示。

圖3 算法流程

圖4 分支預(yù)處理后的根樹

2.3 利用根樹分割法生成故障恢復(fù)方案集

該算法從主干路葉子開始，向根節(jié)點方向回溯，回溯的第一個節(jié)點為葉子，非故障失電區(qū)全部由根節(jié)點背后的供電線路供電，形成故障恢復(fù)方案集Q（0），回溯到第x個（從主干路末端算起）節(jié)點時，形成的故障恢復(fù)方案添加到故障恢復(fù)方案集Q（x-1）中。規(guī)定新回溯到的節(jié)點為分割點，新回溯到的邊為分割邊。分割點將非故障失電區(qū)根樹分為兩部分，分割點的上游部分由根節(jié)點背后的供電線路供電，形成根節(jié)點根樹；分割點的下游部分由分割點下游的葉子背后的供電線路供電，分割點下游的每一個葉子作為一個根節(jié)點形成一個根樹，此根樹由根節(jié)點背后的供電線路恢復(fù)供電。故障恢復(fù)方案集Q（x-1）是在已經(jīng)形成的故障恢復(fù)方案集的基礎(chǔ)上衍生出來的，因此可以減少故障恢復(fù)方案的形成時間，提高搜索效率［10］。進行根樹分割之前已經(jīng)通過分支預(yù)處理消除了分支對算法快速性的影響，簡化了搜索過程，提高了搜索效率；在根樹分割過程中，通過引入供電線路容量的約束條件，剔除了不滿足約束條件的故障恢復(fù)方案，優(yōu)化了搜索過程。下面對根樹分割法的具體過程進行描述［11］。

回溯到第x節(jié)點時，若分割邊無聯(lián)絡(luò)開關(guān)與之相連，則故障恢復(fù)方案集Q（x-1）只需在故障恢復(fù)方案集Q（x-2）的基礎(chǔ)上修改根節(jié)點根樹和為第x-2條邊供電的根樹即可。修改根節(jié)點根樹的表達式為

式中：V1，x-1，V1，x-2分別為集合Q（x-1）和Q（x-2）中的根樹組中根節(jié)點根樹的邊的集合；Lx-1為主干路的第x-1條邊。

修改為第x-2條邊供電根樹的公式為

式中：Vk，x-1，Vk，x-2分別為集合Q（x-1）和Q（x-2）中某一個根樹組中以葉子（即聯(lián)絡(luò)開關(guān)）k為根節(jié)點的根樹的邊的集合；Lx-2為主干路的第x-2（從主干路末端算起）條邊。修改后若新故障恢復(fù)方案的某一根樹（根節(jié)點根樹除外）背后的供電線路實際容量超過額定容量，則需要將此方案剔除。

總表達式為

回溯到第x個節(jié)點時，若分割邊有聯(lián)絡(luò)開關(guān)與之相連，稱此聯(lián)絡(luò)開關(guān)為分割聯(lián)絡(luò)開關(guān)，分兩個階段完成故障恢復(fù)方案集Q（x-1）的生成。

首先，按照式（7）和（8）修改供電方案集Q（x-2）后形成故障恢復(fù)方案集q（x-1）。其次，從第x-1條邊開始逐段分割主干路下游的邊，假設(shè)分割到第y條邊，第y條邊到第x-1條邊由分割聯(lián)絡(luò)開關(guān)背后的供電線路供電形成新的根樹，將新形成的根樹添加到供電方案集Q（y-1）的故障恢復(fù)方案中并按照公式（7）修改供電方案集Q（y-1）中的根節(jié)點根樹，從而形成新的故障恢復(fù)方案集q（y-1）。若分割到第z條邊時，分割聯(lián)絡(luò)開關(guān)背后的供電電源點的實際容量超過了額定容量，則停止分割。兩個階段形成的所有故障恢復(fù)方案組成新的故障恢復(fù)方案集

若回溯到根節(jié)點，停止回溯，搜索完成；否則繼續(xù)向根節(jié)點方向回溯。經(jīng)上述處理所得到的故障恢復(fù)方案，除根節(jié)點根樹外，其余根樹背后的供電線路的實際容量不超過額定容量；若形成的所有故障恢復(fù)方案的根節(jié)點根樹背后的供電線路的實際容量超過了額定容量，則進行負(fù)荷轉(zhuǎn)移和甩負(fù)荷，否則直接篩選最優(yōu)故障恢復(fù)方案［12］。

2.4 負(fù)荷轉(zhuǎn)移和甩負(fù)荷

根據(jù)文獻［13］提出的支持饋線和下一級饋線實現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與非故障失電區(qū)直接相連的饋線為支持饋線，連接非故障失電區(qū)和一級饋線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)為支持聯(lián)絡(luò)開關(guān)；通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)與支持饋線相連的饋線為下一級饋線，連接一級饋線和下一級饋線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)稱為下一級聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

若支持饋線的備用容量不足，則需要利用下一級饋線轉(zhuǎn)移負(fù)荷來增大支持饋線的備用容量。支持饋線電源點到支持聯(lián)絡(luò)開關(guān)所經(jīng)過的饋線段的負(fù)荷無法由下一級饋線供電，稱這些饋線段為非轉(zhuǎn)移饋線段，其余的饋線段能夠由下一級饋線供電，因此稱為可轉(zhuǎn)移饋線段，支持饋線的可轉(zhuǎn)移饋線段的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方法與故障恢復(fù)的根樹分割法相同，在盡量多的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的前提下，保證下一級饋線的負(fù)荷均衡［14］。

若進行負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，仍不能全部恢復(fù)非故障失電區(qū)的負(fù)荷的供電，則需要根據(jù)供電負(fù)荷的優(yōu)先級切除部分負(fù)荷以保證重要負(fù)荷的供電和實現(xiàn)盡量多的負(fù)荷供電。

2.5 篩選最優(yōu)故障恢復(fù)方案

搜索完成后，按照故障恢復(fù)目標(biāo)對故障恢復(fù)方案進行篩選。首先找出恢復(fù)重要負(fù)荷和負(fù)荷最多的故障恢復(fù)方案，然后計算這些故障恢復(fù)方案的負(fù)荷均衡系數(shù)，依次比較大小，負(fù)荷率均衡系數(shù)最小的故障恢復(fù)方案即為最優(yōu)故障恢復(fù)方案。

3 算例分析

圖1為多分段多聯(lián)絡(luò)的高供電能力配電網(wǎng)模型。饋線A通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)3，8，11，14分別與支持饋線B，C，D，E相連，饋線A各個饋線段的實際負(fù)荷量如表1所示，支持饋線的額定容量及實際容量如表2所示。以圖1中饋線段1～2發(fā)生故障為例，對配電網(wǎng)故障恢復(fù)過程作簡要說明并與文獻［15］的算法做了對比。

表1 饋線A各饋線段的實際負(fù)荷量A

表2 支持饋線的容量A

將饋線段1～2的故障隔離后，節(jié)點2下游區(qū)域構(gòu)成非故障失電區(qū)［16］。首先利用廣度優(yōu)先搜索算法生成如圖2所示的根樹，然后再對根樹進行分支預(yù)處理，分支處理后，12～13段和13～14段負(fù)荷由饋線D供電，饋線D的負(fù)荷為256A。分支處理后的根樹如圖4所示，最后，利用根樹分割算法得出的最終方案如表3所示。由于根據(jù)此方法得出的最佳方案可以將所有負(fù)荷恢復(fù)供電，因此不需要再進行負(fù)荷轉(zhuǎn)移或者甩負(fù)荷。根據(jù)文獻［17］的算法得出故障恢復(fù)方案如表3所示。

表3 恢復(fù)方案

由表1可以看出，本文算法得出的故障恢復(fù)方案利用與非故障失電區(qū)相連的4條供電線路對非故障失電區(qū)進行故障恢復(fù)，恢復(fù)供電后4條供電線路的負(fù)荷率相差不大，負(fù)荷均衡系數(shù)小，因此負(fù)荷均衡度好；傳統(tǒng)算法得出的故障恢復(fù)方案只利用3條供電線路對非故障失電區(qū)進行故障恢復(fù)，恢復(fù)供電后與非故障失電區(qū)相連的4條供電線路負(fù)荷率相差較大，導(dǎo)致負(fù)荷均衡系數(shù)較大，因此負(fù)荷均衡度較差［18］。根據(jù)上述算例分析可以得出，本算法能夠充分利用與非故障失電區(qū)相連的供電線路的備用容量進行故障恢復(fù)；在滿足約束條件的前提下，能夠盡量恢復(fù)多的失電負(fù)荷，并且供電線路的負(fù)荷均衡系數(shù)低，負(fù)荷均衡度好。

4 結(jié)語

高供電能力網(wǎng)架的大量建設(shè)使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，從而導(dǎo)致配電網(wǎng)的故障恢復(fù)日趨困難。將非故障失電區(qū)抽象為根樹，以根樹分割為基礎(chǔ)，利用啟發(fā)式搜索規(guī)則找出可行的故障恢復(fù)方案，以盡量恢復(fù)多的重要負(fù)荷、負(fù)荷和負(fù)荷均衡為目標(biāo)確定最終故障恢復(fù)方案。該算法在搜索過程中保證了非故障失電區(qū)的負(fù)荷單電源供電，避免了拓?fù)渖喜豢尚薪獾漠a(chǎn)生，從而縮小了搜索范圍，保證了算法的快速性；通過對根樹分支的預(yù)處理以及在根樹分割過程中引入供電線路容量約束條件，提高了搜索速度，優(yōu)化了搜索過程，保證了恢復(fù)供電后配電網(wǎng)供電的安全性和經(jīng)濟性。算例的結(jié)果表明提出的算法能夠很好地解決高供電能力網(wǎng)架的故障恢復(fù)問題。

［1］張浩，和敬涵，薄志謙，等.基于動態(tài)規(guī)劃算法的故障恢復(fù)重構(gòu)［J］.電工技術(shù)學(xué)報，2011，26（12）：162-167.

［2］吳建中，余貽鑫.一種高效的配電網(wǎng)供電恢復(fù)算法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003，27（10）：82-86.

［3］顏萍，顧錦汶，張廣.一種快速高效的配電網(wǎng)供電恢復(fù)算法［J］.電力系統(tǒng)自動化，2000，24（4）：52-56.

［4］盧志剛，董玉香.基于改進二進制粒子群算法的配電網(wǎng)故障恢復(fù)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2006，30（24）：39-43.

［5］湯亞芳，陳曦，程浩忠.基于協(xié)同進化算法的配電網(wǎng)故障階段式恢復(fù)策略［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（16）：71-75.

［6］盛四清，梁志瑞，張文勤，等.基于遺傳算法的地區(qū)電網(wǎng)停電恢復(fù)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2001，25（16）：53-55.

［7］Miu K N，Chiang H D，Bentao Y，et al.Fast service restoration for large-scale distribution systems with priority customers and constraints［J］.IEEETransonPowersystems，1998，13（3）：789-795.

［8］鄭蘭，別朝紅，王秀麗.一種快速啟發(fā)式配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法［J］.電力自動化設(shè)備，2004，24（2）：16-19.

［9］Curcic S，Ozveren C S，Lo K L.Computer-based strategy for the restoration problem in electric power distribution systems［J］.IEE Proc-Generation，Transmission，Distribution，1997，144（5）：389-398.

［10］臧天磊，鐘佳辰，何正友，等.基于啟發(fā)式規(guī)則與熵權(quán)理論的配電網(wǎng)故障恢復(fù)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2012，36（5）：252-257.

［11］張海波，張曉云，陶文偉.基于廣度優(yōu)先搜索的配電網(wǎng)故障恢復(fù)算法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（7）：103-108.

［12］Seung J L，Seong I L，Bok S A.Service restoration of primary distribution systems based on fuzzy evaluation of multi-criteria［J］.IEEE Trans on Power Systems，1998，13（3）：1156-1163.［13］張俊芳，康明才.遺傳算法在配電網(wǎng)停電恢復(fù)中的應(yīng)用［J］.電力自動化設(shè)備，2002，22（7）：55-56.

［14］Karen N M，Hsiao D C，Bentao Y，et al.Fast service restoration for large-scale distribution systems with priority customers and constraints［J］.IEEE Trans on Power Systems，1998，13（3）：789-795.

［15］劉健，張志華，張小慶，等.配電網(wǎng)模式化故障處理方法研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（11）：98-102.

［16］盛四清，王崢.基于樹型結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)故障處理新算法［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（8）：42-46.

［17］吳文傳，張伯明.基于待恢復(fù)樹切割的配電網(wǎng)故障恢復(fù)實時算法［J］.電力系統(tǒng)自動化，2003，27（12）：50-54.

［18］丁磊，潘貞存，叢偉.基于有根樹的分布式發(fā)電孤島搜索［J］.中國電機工程學(xué)報，2008，28（25）：62-67.

A Service Restoration Method for Distribution Network Based on Rooted Tree Division and Balanced Load Distribution

YING Yunlong，JIANG Renjiang，QIN Zhicheng
（State Grid Rizhao Power Supply Company，Rizhao 250061，China）

With the development of the power grid，more and more high power supply capability grid structures are applied to distribution networks.On one hand it enhances the connection rate，but on the other hand the service restoration algorithm has become a complex graph theory problem.An algorithm for service restoration based on rooted tree division is presented.The algorithm regards the fault recovery area as a rooted tree，and the process of achieving service restoration schemes can be regarded as the process of the division of the rooted tree.The algorithm divides the downstream feeder sections of the rooted tree one by one.Feeder sections are not divided form a new rooted tree but divided form new rooted trees whose rooted nodes are the loop switches downstream of the new divided feeder section.New trees can be divided into many different combinations which lead to different groups of rooted trees and each group stands for a restoration scheme.The optimal scheme can be acquired by using targets of restoring more load and load balance to assess all schemes.The result of a calculation example proves the validity of the algorithm.

high power supply capability grid structure；service restoration；load balance；rooted tree division；heuristic search

TM734

A

1007－9904（2016）10－0012－06

2016-05-16

英云龍（1988），男，從事配電運行工作；

蔣仁江（1972），男，技師，從事配電運行管理工作；

秦志成（1982），男，技師，從事配電運行工作。