[发明专利]一种基于最优环路的微电网拓扑规划

权利要求书

1.一种基于最优环路的微电网拓扑规划，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、构建图论算法阶段的数学模型，将微电网表示为图形，负荷点表示为节点；将给定的电网转换为图论中图的形式，将各个负荷点表示为节点，并在转化后的图中对电网中的各个负荷点进行说明，给定的电网建模为图G＝{V，E}，其中V代表负荷点，E代表一组输配电线路，即连接节点的边，同时将V划分为k个子集(V₁，…，V_i，…、V_k)，此时将图论中连接节点的边赋权值，为了最大限度的恢复重要负荷供电，将连接节点的边e_i的权值w_i整定为：

Pi为负荷消耗的有功功率，N_i为该负荷的重要程度权重，越重要权值越小，对应重要程度等级分别取1、10、100；

步骤2、分别构建图论算法粗化、分区和细化还原三个阶段数学模型将节点划分到潜在环路中，并根据数学模型设计相关粗化阶段计算流程、分区阶段计算流程和细化还原阶段计算流程；首先将系统内的节点互联为单个节点，通过迭代简化图形，直到图中包含节点的数量达到给定阈值要求迭代结束，在每次迭代中，图G_i被转换为G_i+1，直到满足以下约束条件，

|V_i+1||V_i| (2)

其中下标i是迭代索引，G_i的顶点被分组为不相交的集群，并且集群中的顶点被连接合并以在G_i+1中形成单个顶点；迭代过程中选择采用最大边权重匹配的标准，即两个节点之间的边权重大的，优先进行匹配；分区阶段是将粗化后的图形G_n中的节点分割成k个部分P^k_n，即形成k个初步潜在的环路，使用贪婪图增长分区(GGGP)算法进行分区，在分区过程中要保证在分区形成环路系统V_j时有利于功率平衡并且也接近V_j的节点优选作为V_j的互联节点，要满足以下约束公式：

Gain为分区阶段考虑的权重标准，其中dis{Vj，Vk}为Vj节点与其在Vm中的一阶相邻节点Vk之间的距离；并且mis(Vm)是当通过DG容量GC和峰值负载D按照上述定义插入节点Vj时，环路Vm中的功率不匹配，并满足如下公式：

最后，分区阶段结束后引入一个参数S衡量分区结果，剔除分区结果中某些环路节点较多某些环路节点较少的情况，保证分区结果的均衡性，参数公式如下所示：

其中S为总体标准差，V_i为第i个分区包含节点的数量，V为每个环路平均的节点数，k为总的环路个数，S值越小表示分区结果均衡性越好；

步骤3、基于改进的旅行商算法将数学模型设计成单个环路结构，将潜在环路内的节点互联形成环路，得到优化的环路拓扑结构；

步骤4、根据步骤2、步骤3中设计的数学模型求解一组基于优化的环路拓扑结构的候选微电路拓扑结构；

步骤5、评估候选微电路拓扑结构，找出最优的环路拓扑结构；微电网拓扑规划方法采用MATLAB编程语言进行仿真分析。