本文是电力论文，本文通过针对广州供电局计量自动化系统的建设、运行、应用情况进行分析，分析出其在220/380V电网中应用存在不足之处，在此基础上针对现有业务中存在的问题提出了功能改进，通过计量自动化系统实现低压配电网拓扑识别，并建立低压电网潮流模型，通过粒子群算法得出220/380V电网拓扑优化建议。让计量自动化系统在低压配电网上更好的发挥其作用，从而能更好的对供电企业的减员增效和企业管理发挥更大的作用。本文得到以下几个结论：（1）通过对国内外计量自动化系统相关的文献资料及广州供电局计量自动化系统的建设现状和应用情况进行分析，发现在目前广州供电局计量自动化系统在应用过程中，在220/380V低压配电网的数据采集和功能应用方面存在不足，无法有效采集低压电能表数据，从而进行潮流分析和拓扑优化分析，对低压配电网的规划、建设、运行等方面无法做到有效支撑。随着当前4G、5G网络的铺开，计量自动化技术的升级，在220/380V电网中，计量自动化系统存在很大的应用前景和提升空间。（2）本文基于计量自动化系统，对低压配电网中的数据采集功能进行了改进，通过加装智能单元实现台区拓扑识别，并增加对配电变压器下各用户电能表的功率的采集。
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第1章绪论
如毛以时[32]选取粒子群优化算法为研究对象，并将之应用在电力系统潮流计算的优化问题上，讨论了粒子群算法在优化潮流中的可行性。在风电领域，蒲恒[33]、易继泽[34]、刘国峰[35]等人则专注于风力发电过程中风力机组对电力系统稳定性的影响问题，分别通过几种粒子群算法进行研究，讨论了风电机组的无功优化问题。杨侃等人[36]针对大型水电站内的经济运行问题进行分析，提出将改进退火粒子群算法应用于水电站的负荷分配，并以三峡水电站为实例，通过比对论证了其算法在收敛精度和速度上的优势。在配电网重构领域，朱勇等人[37]提出在进行配电网重构时同时考虑风速、光照强度及负荷相关性，并基于随机约束粒子群算法验证了其重构模型。周任军等人[38]提出一种空间粒子群优化算法，并在综合考虑燃料成本和机组排放污染造成的环境成本的基础上，实现了求解电力系统经济负荷分配的问题。总的来说，粒子群算法算法简单、应用广泛，其算法介于遗传算法与进化规则之间，在运算上比较依赖其随机过程，在电力系统的研究中获得了众多专家学者的认可，并在许多领域进行了应用。
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第2章计量自动化系统现状分析
2.1计量自动化系统介绍
针对不同的应用场景现场具有各自的使用条件和数据要求，计量自动化系统也根据情况选取了多种通讯方式来进行采集，并将各种数据最终汇总至主站，使电力企业的管理人员能够了解电网运行现状。计量自动化系统功能除了电能表数据采集和查询外，还能够对设备进行台账管理、数据调试以及远程监控等功能。同时通过数据接口将相关的电能量数据传输给营销系统、GIS系统、调度系统等，从而为电力企业实现数字化、信息化提供数据依据。厂站电能量采集终端应用于电厂、变电站，现场多为供电企业自有产业，现场条件良好，对数据的要求很高。因此一般通过专线拨号、以太网等连接计量自动化主站，以确保其数据的安全性和采集的成功率。在数据采集方面可对各项重要数据进行采集，一般采集频率为15min/次，同时还支持实时的手工召测以及其他特殊任务的下发采集，厂站终端的设备如图2.3所示。
2.2广州供电局计量自动化系统应用现状及问题分析
在建设自动化系统的同时，线损信息也更为精确，为降低低压电网的网损提供数据支撑。由于中低压电网覆盖的范围广，使用的人口多，且使用的类型不尽相同，在2016年广州供电局范围内仍有200万多台机械电能表在运行，在其使用原始的计量方式的同时，也因只能依靠人工抄表，偷电、漏电的现象时有发生。2017年至今广州陆续对200多万台电能表进行了改造工作，通过对这些用户覆盖计量自动化系统，具备了较强的检测能力，能对存在窃电、故障情况的用户快速发出警报。另外。在电费的回收上，它可以远程执行停复电，减少了繁琐的人工上门的繁琐，可以有效的提高电费的回收率，减少期末的拖欠费用。
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第3章广州供电局电力计量自动化系统的功能改进...................................19
3.1功能改进模块硬件介绍.......................................................................21
3.2功能改进模块算法介绍.......................................................................22
3.4潮流计算模块..............22
3.5辐射网判别模块...........23
3.6二进制PSO算法模块...26
第4章功能改进算法分析........33
4.1低压配电网测试网.......33
4.2参数对算法的影响分析.......................................................................35
4.3算法优化.......................38
4.4功能改进验证...............40
第5章总结................................46
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第4章功能改进算法分析
4.1低压配电网测试网
在使用粒子群算法时，惯性权重的选择和调整非常重要，它决定了粒子在移动时对上一次迭代过程中移动速度的继承。当其值较大时，粒子会更倾向于延续原有移动速度继续进行移动，有助于发现全局的最优解；而其值较小时，粒子会更倾向于向当前粒子群所发现的最佳位置和自身所发现的最佳位置移动，整个粒子群在惯性权重为0时，只会向自身最佳适应值和群体最佳适应值的影响下运动，所有粒子会迅速的集中、收敛，有助于发现局部的最优解。因此合适的惯性权重需要在寻找全局最优解和局部最优解中进行平衡，从而提高粒子的找寻效率、减少迭代次数。本文以十六节点低压配电网为例，选取了不同的惯性权重进行了对比分析。
4.2参数对算法的影响分析
虽然现有改进功能已能对配电网的拓扑结构进行优化，但在实际运算中粒子群算法中的参数选择与实际问题有关，为了获得合适的算法参数，往往要经过多次的试验。本文以十六节点配电网为已知结果的测试网，分析粒子种群和惯性因素对最优解获取概率，以期进一步提升对220/380V配电网拓扑优化的能力。可以看出在相同迭代次数下，性策略与非线性策略各有优势，而随即策略则略优于这两种策略，获取最优解的概率更大些。因此本次进行优化的十六节点配电网可能存在一个很好的局部最优解，使得线性权重与非线性权重较易陷入。而随机惯性权重则不存在这个问题，即使在迭代后期也可能出现一个较大的惯性权重，可以较好的脱离局部最优。
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第5章总结
本文对功能改进的算法效果进行了验证，取得了很好的效果，同时对提高算法成功率进行了讨论，使得在较低运算次数下依然存在较高的最优解获取率，节约了运算时间。并通过算例进行了验证，表明本文设计功能模型的有效性，能够为配电网规划设计提供决策依据。因时间水平所限，本文可能存在问题如下，希望能够抛砖引玉：（1）本文仅讨论了粒子群算法参数对寻优结果的影响，实际还有诸多优化方案本文并未及。（2）在实际配电网中，还有许多实际参数也会进行制约，如线路导线的允许截留量，在优化时有可能有的线路通过电流超过了允许截留量，这样就发生了功率越限，则这一解为不可行解。目前，计量自动化系统的主要研究方向已逐步从原有的替代人工抄表转向电能量数据分析应用，如线损分析、计量装置故障异常分析、低压配电网拓扑识别等。随着近年通信技术的飞速发展，广州供电局也在努力向着大数据、物联网迈进，计量自动化系统也逐渐由数据采集者变为数据服务商。相信随着计量自动化技术与通信技术的发展，电力企业将通过计量自动化系统的研究进一步实现低压配电网的智能化，从而进一步优化低压配电网拓扑、减小网损，为电力企业进一步降本增效做出贡献。
参考文献（略）
