配電網(wǎng)

　　定義

　　配電網(wǎng)是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容以及一些附屬設施等組成的，在電力網(wǎng)中起重要分配電能作用的網(wǎng)絡。

　　分類

　　配電網(wǎng)按電壓等級來分類

　　可分為高壓配電網(wǎng)（35—110KV），中壓配電網(wǎng)（6—10KV，蘇州有20KV的），低壓配電網(wǎng)（220/380V）；

　　在負載率較大的特大型城市，220KV電網(wǎng)也有配電功能。

　　按供電區(qū)的功能來分類

　　可分為城市配電網(wǎng)，農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)等。

　　在城市電網(wǎng)系統(tǒng)中,主網(wǎng)是指110KV及其以上電壓等級的電網(wǎng)，主要起連接區(qū)域高壓（220KV及以上）電網(wǎng)的作用

　　配電網(wǎng)是指35KV及其以下電壓等級的電網(wǎng)，作用是給城市里各個配電站和各類用電負荷供給電源。

　　配電網(wǎng)一般采用閉環(huán)設計、開環(huán)運行,其結(jié)構(gòu)呈輻射狀。配電線的線徑比輸電線的小,導致配電網(wǎng)的R /X 較大。由于配電線路的R /X 較大, 使得在輸電網(wǎng)中常用的這些算法在配電網(wǎng)的潮流計算中其收斂性難以保證。

　　拓撲分析

　　配電網(wǎng)絡的拓撲分析是根據(jù)配電電氣元件的連接關系，把整個配電網(wǎng)絡看成線與點結(jié)合的拓撲圖，然后根據(jù)電源結(jié)點、開關結(jié)點等進行整個網(wǎng)絡的拓撲連線分析，它是配電網(wǎng)絡進行狀態(tài)估計、潮流計算、故障定位、隔離及供電恢復、網(wǎng)絡重構(gòu)等其它分析的基礎。

　　配電網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)龐大且復雜，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由于故障或負荷轉(zhuǎn)移操作中開關的開合，經(jīng)常發(fā)生變化。作為配電網(wǎng)絡分析的基礎，網(wǎng)絡拓撲計算需要進一步提高，因此迫切需要一個好的網(wǎng)絡拓撲算法。好的網(wǎng)絡拓撲算法應該有效且直觀，它不僅能滿足配電網(wǎng)自動化中的不同高級功能的要求，還應能實現(xiàn)配電網(wǎng)絡連通性的快速跟蹤和識別，適應事件變化。同時還應節(jié)省存儲空間和其他高級計算功能的時間。目前國內(nèi)外在這方面現(xiàn)有的研究有關聯(lián)表矩陣表示法、網(wǎng)基矩陣表示法、結(jié)點消去法、樹搜索表示法、離散處理法等。

　　(1)關聯(lián)表矩陣表示法，聯(lián)表矩陣，設備編號來分析設備的連接關系，得到網(wǎng)絡的拓撲。其中建立了兩個表矩陣，N行13列的結(jié)點描述矩陣和M行16列的支路描述矩陣。這兩個矩陣即包含了每一個結(jié)點和每一條支路所相關聯(lián)的結(jié)點或支路號，以及各自的屬性。由于配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，基于關聯(lián)表的搜索分析方法會很復雜費時，難以實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲的快速跟蹤。

　　(2)網(wǎng)基矩陣表示法：該方法是基于圖論的表示方法。其基本思想是：配電網(wǎng)絡是一個變結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡由結(jié)點和弧構(gòu)成。稱變結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡的各種允許結(jié)構(gòu)形態(tài)為網(wǎng)形，稱所有網(wǎng)形中出現(xiàn)的弧的并集對應的基礎圖為變結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡的網(wǎng)基。網(wǎng)基用網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣來描述，對于一個N結(jié)點的網(wǎng)絡，網(wǎng)基結(jié)構(gòu)矩陣為N行N列的方陣，該矩陣表示了結(jié)點間的連接關系。網(wǎng)形則采用弧結(jié)構(gòu)矩陣來描述。將網(wǎng)基矩陣經(jīng)基形變換得到描述網(wǎng)形的弧結(jié)構(gòu)矩陣。該方法從配電網(wǎng)絡的變結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，能有效的表示配電網(wǎng)絡拓撲，但是它是基于矩陣的表示方法，而配電網(wǎng)絡的矩陣稀疏程度很高，占用了較大的存儲空間。

　　(3)結(jié)點消去法：該方法即通過消去中間節(jié)點，降低鄰接矩陣的階數(shù)，減少計算量和計算冗余度，提高計算速度。這種算法的基本思想是忽略掉中間結(jié)點，只分析對拓撲結(jié)構(gòu)具有重要影響作用的結(jié)點之間的連通狀態(tài)。結(jié)點消去法適用于任何接線方式，尤其對復雜的接線分析非常有效。大大減少了計算冗余度和計算量，提高了計算速度。但會影響到狀態(tài)估計、潮流計算、故障定位、隔離及供電恢復、網(wǎng)絡重構(gòu)等其它分析。

　　(4)樹搜索法：在樹搜索中，將母線看作圖的頂點，將支路看作是圖的邊。通常對配電網(wǎng)來說，開關變位造成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化的情況是很少發(fā)生的。在大多數(shù)情況下，開關變位的影響是局部的，基于此當開關狀態(tài)發(fā)生變化時，只搜索斷開開關所在的廠站電壓等級的拓撲分析方法，可提高網(wǎng)絡拓撲分析效率。

　　(5)離散處理法：電力系統(tǒng)既含連續(xù)動態(tài)，也含離散動態(tài)。開關狀態(tài)變化引起電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化，是一種典型的離散事件動態(tài)過程。把整個電網(wǎng)拓撲分析問題分解為若干基本分析單元，采用基本分析單元的有色Petri網(wǎng)模型，當開關狀態(tài)發(fā)生變化時，只需重新計算受變化的開關狀態(tài)影響的母線，可提高拓撲分析的效率。通過對上述算法的比較、分析，可以看出各有特點，然而孤立地使用其中任意一種都無法達到直觀、有效、快速等配電網(wǎng)拓撲的綜合要求。因此要充分借鑒前人的研究成果，根據(jù)實際情況來實現(xiàn)配電網(wǎng)絡的拓撲分析。