采用动态规划技术实现配电网恢复供电研究黄学锦

采用动态规划技术实现配电网恢复供电研究黄学锦

黄学锦

（广东电网有限责任公司佛山顺德供电局广东佛山528000）

摘要：在科学技术快速发展的背景下，对配电网恢复供电的研究越来越多。本文浅谈了配电网恢复供电的重要性，并从动态规划技术出发对配电网恢复供电的最佳路径以及选择进行了详细分析，以期提高配电网的供电效率，从而提高供电企业的整体效益。

关键词：动态规划技术；配电网；供电恢复

随着智能电网运用范围的不断扩大，我国的供电企业得到了快速发展。但由于现实中各种不良因素的存在，导致配电网故障发生的机率越来越高。为应对这一现象，供电企业在全面革新配电网的同时，积极采用动态规划技术，从而实现了配电网供电能力的快速恢复。

1配电网恢复供电的重要性

伴随着现代社会的发展进步，人们对电力的需求越来越大。这不仅表现在工业发展方面，也表现在人们的日常生活需求方面。电力需求量的不断增加促进着配电网供电效率的提高。然而，当前配电网故障现象时常发生，这在很大程度上阻碍着供电行业的发展，也抑制着市场经济的平稳运行。因此，加强对配电网恢复供电的研究就显得至关重要。总的来说，配电网恢复供电的重要性主要分为以下三个方面：首先，电力经济是我国国民经济的重要组成部分，电力经济的持续发展直接关系着我国国民经济的增长。而维持电力经济持续发展的基础就是配电网有效的供电能力。基于当前配电网故障发生的频繁性，配电网恢复供电对于维持供电行业的快速发展至关重要。其次，伴随着现代社会人们日常生活水平的不断提高，人们对电力的质量要求也越来越高。配电网故障的发生严重影响着电力质量的提高，因此，实现配电网供电恢复对于维护人类社会生活品质的提高具有重要意义。最后，我国是一个社会主义发展中国家，配电网供电技术与发达国家相比仍然存在较大差距，为弥补之一差距，加强对配电网恢复供电的研究显得非常重要。综上所述，我国国民经济的快速增长、人们对电力品质要求的不断提高以及我国作为发展中国家为赶超发达国家都对配电网供电恢复提出了重要要求，因此现代研究学者应积极学习西方先进的配电网故障修复技术，不断创新，不断采用现代先进的科学技术，从而促进配电网供电效率的提高，进而推动我国电力行业向健康的方向发展。

2基于动态规划技术对配电网恢复供电的最佳路径进行分析

配电网恢复供电的实现首先应从路径分析入手。配电网恢复供电的最佳路径分析又被称为故障发生时的配电网网络重构。配电网网络重构的目的主要是使配电网故障区域与非故障区域在最短时间内隔离开来，从而保障非故障区域的持续供电，这可以为供电企业生产目标的实现提供现实可行的条件。与此同时，通过配电网网络重构的良好实施，电力传输线路所承担的负载容量将会保持在一定范围内，这对于降低线路损坏机率、确保供电企业经济效益的实现具有关键意义。

当前，对配电网恢复供电的研究主要在于如何实现隔离故障、从而确保供电故障区域供电的快速实现方面，在这个基础上，研究专家进行了一系列恢复配电网供电的路径研究工作，这为配电网故障处理效率的不断提高奠定了坚实的基础。因此，为确保配电网恢复供电效率的提高，选择促使故障区域快速恢复供电能力的途径是供电企业首要完成的任务。

目前，城市交通网络最短路径问题研究是当前配电网供电恢复研究的重点内容。为有效地研究这一问题，当代研究学者将其分为两种算法，分别是启发式最短路径算法和单元最短路径算法。以下对这两种算法进行详细论述：

2.1启发式最短路径算法

2.1.1启发式搜索策略

以启发式贪心策略为基础的最短路径算法主要包含三个方面内容，即A*算法、爬山法以及贪心算法。A*算法主要适用于随机产生式系统，其和步进式算法的区别在于其可以实现路径的重新选择和回溯。爬山法的英文简称是HillClimbing，其是贪心搜索算法的重要组成部分。爬山法拓展路径的策略主要是以现在位置到终点位置之间的欧式距离为基础的，正是基于这个原因，其非常适用于道路交通网络中的最短路径选择。贪心算法属于BFS类型，其在排序节点评估函数数值的基础上，将最大的评估值进行扩展。

以启发式方向策略为基础的最短路径算法主要包含空间有效可控参数法。该参数法在对调节系数进行有效设置的基础上，对路径无效的问题进行处理，从而实现可用路径的良好保持。

以启发式区域策略为基础的最短路径算法主要包含椭圆限制搜索区域最短路径算法。该算法将等待确定的起始点和终结点设为制作椭圆区域的焦点，然后在所设计的区域内展开搜索。

上述以多种策略为基础的最短路径算法之间的有效结合可以为最短路径的分析和选择提供重要基础。从根本意义上说，以上所讲述的算法只是一种逻辑描述，若想在计算机中得到运用，仍然需要构造交通网络中的存储结构，从而满足计算机应用的实际需求。

2.1.2以非负权值网络为基础的最短路径算法介绍

艾兹格•迪科斯彻（E.W.Dijkstra）出生于1930年，其是荷兰著名的数学家。艾兹格•迪科斯彻创造的标号设定法是当前理论内容最为完善、应用范围最广的以非负权值网络为基础的最短路径算法。该算法对假设的要求是“在局部最优的情况下，造成总体最优结果”，基于该假设，最佳路径选择的范围得到了进一步缩小。在最佳路径实现的多方法基础上，庞大的Dijkstra算法家族逐渐形成。

2.2单元最短路径算法

2.2.1以地理信息系统（GIS）空间查询语言为基础的最短路径介绍

通过对该研究概况的研究发现，目前以地理信息系统（GIS）空间查询语言为基础的最短路径研究还处于理论阶段，其在实践中的应用还非常少。以MAX所涉及的空间查询语言为例，即使研究学者对其完备性已经进行了深入论证，有关的应用范围和时态查询也得到了详细分析，但其并没有在实践中得到良好运用。针对该种现象，研究学者应逐渐将对该种路径的研究转移到实践层面上来。在对GIS空间进行研究的过程中，其他最短路径的研究也可能为研究增加一些新的内容。但需要注意的是研究应以多样的应用背景和领域为基础，从实际需求出发，对GIS空间查询语言中的最短路径进行有效选择。

2.2.2以功能模块思想为基础的最佳路径介绍

为实现动态规划技术与配电网恢复供电的完美融合，现代研究学者也应该加大对以功能模块思想为基础的最佳路径的研究和应用。根据不同的分类依据将功能模块进行布置，达到高效处理配电网故障单元的目的。神经网络法和以人工智能为基础的搜索算法是以多样的应用背景和领域为基础所发展起来的算法，其在时间、空间中都反映着不同的复杂性。通过对以功能模块思想为基础的最佳路径的分析和研究，配电网故障单元的恢复将能够得到有效的信息作为依据。

3最佳路径方法的选择分析

在配电网某区域发生故障的情况下，为快速恢复配电网的供电能力，对最佳路径进行选择是供电企业解决配电网故障问题的重要步骤。在此需要注意的是，最佳路径的选择是一个综合性目标路径的选择问题，而不是一个单一的最短路径选择过程。因此，对配电网恢复供电最佳路径的选择应综合多方面因素进行分析和研究。以下对以动态规划技术为基础对最短路径的选择进行了详细分析：动态规划的英文全称是dynamicprogramming，其属于现代运筹学的重要组成部分。动态规划是对决策过程（decisionprocess）最优化进行求解的重要方法。在上世纪五十年代初，以美国著名的数学家R.E.Bellman为代表的研究小组在对以多阶段决策为基础的优化难题进行研究的过程中，创新地提出了最优化原理。该优化原理主要是指将多阶段决策过程有效地转化为一个个单阶段过程，并对各个过程进行求解，从而达到动态解决问题的目的。在这个优化原理的基础上，动态规划逐渐形成。

在现实中，动态规划技术在最佳路径选择中所发挥的作用可以从以下方面进行体现：在对配电网进行研究的过程中，由于配电网自身的复杂性，导致供电最佳路径选择的难度不断加大。动态规划技术可以在很大程度上降低选择的难度。将故障区域供电恢复路径选择问题转移到对故障区域各个开关和电源点的测量和研究上来。通过对故障区域中各个电源点和开关问题的有效分析，从而选择出最佳的解决路径并进行应用，进而达到解决配电网故障的目的。这种方法将配电网供电恢复的复杂性问题转化为单阶段处理问题，这有利于配电网故障问题处理效率的提高。

除此之外，在对配电网供电能力恢复路径进行选择时，还应该注重对馈线负荷规范性的研究。一般情况下，伴随着配电网供电品质的提高，供电恢复所用的时间会不断减少。在现实中，在配电网非故障区域为保障供电的正常，应该对开关控合的次数进行合理限制，从而使线路损坏的机率不断降低，进而确保配电网供电能力的正常发挥。

4小结

随着现代社会对电力需求量的不断增大，人们对配电网的供电要求越来越高。为提高配电网供电恢复的效率，当代供电企业应积极采用动态规划技术，寻找出促使配电网恢复供电的最佳路径，从而提高配电网的供电效率，进而为市场经济的稳定发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]邓昆英，汪凤娇，饶杰等.智能配电网有功自治互动建模研究[J].机电工程技术，2014，（2）：4-7.

[2]罗茂桓.采用动态规划技术实现配电网恢复供电[J].科技与企业，2016，（7）：108-108.