配电网络最小损耗配置的混合整数线性规划方法

背景简介

随着可再生能源的广泛应用，配电网络的优化配置问题变得越来越重要。本文探讨了通过混合整数线性规划（MILP）模型解决配电网络最小损耗配置问题，包括嵌入式发电。研究不仅关注了配电网络的典型约束条件，还考虑了在实际操作中遇到的非线性问题，并提出了一种能够有效解决这些问题的MILP模型。

模型的提出与应用

文章提出了一种MILP模型，用以寻找配电网络的最小损失辐射配置。该模型的目的是在满足所有负载供电、允许所有嵌入式发电机生产、保持电流流动低于电缆和架空线路的载流量限制，以及保持母线电压偏差低于额定值的预定水平的同时，最小化网络功率损耗。

线性目标函数与约束条件

目标函数和约束条件采用线性方程来表示，通过引入分段线性函数（PLFs）来近似表示原本非线性的方程。这种方法不仅简化了问题的复杂性，而且提高了模型在实际中的应用效率。

网络方程与径向性约束

为了解决配电网络的电流平衡和电压变化问题，文章详细介绍了网络方程的构建。特别地，通过在树生成算法的基础上，定义了网络中所有可能的简单循环，并引入了循环开启约束来确保最终配置的辐射状特性。

测试结果与分析

为了验证所提MILP模型的实用性，作者在一系列的测试网络上进行了应用和比较。这些测试网络包括不同大小和复杂性的配电系统，结果显示模型能够有效地找到已知的最佳解决方案，并且结果与相应的潮流计算结果相一致。

实际案例的测试与讨论

文章通过对一个包含嵌入式发电的网络进行案例测试，展示了MILP模型在实际问题中的应用。测试结果表明，模型能够准确考虑嵌入式发电的影响，并有效地处理辐射状配置。

总结与启发

本文提出的MILP模型为配电网络的最小损失配置问题提供了一种有效的解决方案。模型不仅考虑了配电网络的典型约束条件，还通过线性化技术处理了网络方程中的非线性问题。测试结果表明，该模型能够提供与交流电力流计算结果相一致的解，对于优化配电网络运行、降低损耗、提升系统效率具有重要的实际意义。

文章对电力系统分析、配电网络优化、以及MILP在电力系统中的应用提供了深入的见解，并鼓励研究人员和工程师利用此模型解决实际问题，探索更多可能的优化方向。