[發(fā)明專利]一種配網(wǎng)聯(lián)絡開關(guān)負荷切換優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410087244.8
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103887791A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 楊核群;陳小平;郭勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江諸暨市供電公司;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司;國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06N3/12
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于變長染色體遺傳算法的配網(wǎng)聯(lián)絡開關(guān)負荷切換優(yōu)化方法，屬于電網(wǎng)配置領(lǐng)域。

背景技術(shù)

智能配電自動化以一次網(wǎng)架和設備為基礎，以配電自動化系統(tǒng)為核心，綜合應用電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，并通過相關(guān)系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)配電自動化的科學管理。配電主站是配電自動化系統(tǒng)的核心部分，主要實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等基本功能和電網(wǎng)分析應用等擴展功能，實現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡。IEC61968標準在配電自動化產(chǎn)品中的貫徹實施，推動了配電自動化的綜合應用，為各種應用之間的信息交互創(chuàng)造了條件。

在配電網(wǎng)的調(diào)度分析方面，調(diào)度人員需要對配電網(wǎng)的運行情況進行分析與預測，而分析的基礎是電網(wǎng)潮流計算功能。而現(xiàn)有的潮流計算算法主要針對一個完整的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，即全連通的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。然后，配電網(wǎng)站外電氣拓撲由于各種小型事故的發(fā)生、各類檢修工作的進行，所以結(jié)構(gòu)經(jīng)常發(fā)生變化，繼而導致調(diào)度人員必須經(jīng)常關(guān)注電氣拓撲變化，并且及時修改潮流拓撲來完成分析與計算工作。

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有配電網(wǎng)SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)站外的自動化饋線的所有電氣元件的信息都進行分類與存儲，并且在其電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中維護了電氣拓撲結(jié)構(gòu)。

在調(diào)度業(yè)務的日常潮流計算過程中，經(jīng)常會應有臨時需要對母線和出線開關(guān)進行檢修，此時就需要調(diào)度員分析出線開關(guān)的供區(qū)供電情況和電網(wǎng)拓撲，尋找到一組合理的聯(lián)絡開關(guān)切換模式，來保證在母線和出線開關(guān)進行檢修的情況下保證用戶的供電。

然而，由于供區(qū)對外的聯(lián)絡開關(guān)非常多，少則幾個，多則幾十個，那么就產(chǎn)生了各種組合方案，而調(diào)度員多憑借經(jīng)驗來完成這樣的工作，存在工作量大，工作效率低，出錯概率大等缺陷。

遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局優(yōu)化概率搜索算法。通過引入染色體、基因、個體、種群、適應值等生物學概念和選擇(復制)、交叉(雜交)、變異等遺傳操作(算子)并通過編碼組成初始群體后,遺傳操作的任務就是對群體的個體按照它們對環(huán)境適應的程度(適應度評估)施加一定的操作，從而實現(xiàn)優(yōu)勝劣汰的進化過程。從優(yōu)化搜索的角度而言，遺傳操作可使問題的解，一代又一代的優(yōu)化，并逼近最優(yōu)解。

有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種基于變長染色體遺傳算法的配網(wǎng)聯(lián)絡開關(guān)負荷切換優(yōu)化方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

為了簡化調(diào)度員日常工作中負荷切換的復雜問題，本發(fā)明旨在提出一種基于變長染色體遺傳算法的配網(wǎng)聯(lián)絡開關(guān)負荷切換優(yōu)化方法，所述方法針對大量的聯(lián)絡開關(guān)進行全局優(yōu)化，從而找到最優(yōu)的切換方案，簡化調(diào)度員工作強度，減小人工出錯概率。?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種配網(wǎng)聯(lián)絡開關(guān)負荷切換優(yōu)化方法，主要包括以下步驟：

步驟1：基礎數(shù)據(jù)獲取與準備；

????1.1?從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)獲取站外電氣拓撲（基于XML格式或者二進制格式），包括節(jié)點集合N與線路集合L，每個節(jié)點用Ni表示，每個線路用Li表示；

1.2從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)的計劃列表讀取需要檢修的出線開關(guān)列表C。出線開關(guān)列表C包括一個或者多個Ci，且Ci的節(jié)點類型為出線開關(guān)。讀取供區(qū)列表G，且每個Ci對應一個供區(qū)Gi；

1.3從配網(wǎng)Scada系統(tǒng)中讀取拓撲中與列表C相關(guān)的聯(lián)絡開關(guān)節(jié)點集NC。NC包括一個或者多個NCi，且NCi的節(jié)點類型均為聯(lián)絡開關(guān)類型。

步驟2：創(chuàng)建初始種群P；

2.1生成隨機數(shù)Rand，且Rand的范圍為1至聯(lián)絡開關(guān)列表NC中的出線開關(guān)個數(shù)；

2.2從聯(lián)絡開關(guān)列表NC中隨機選取Rand個NCi，組成染色體Pi，并添加Pi至種群P中；

2.3重復步驟2.1至2.2，共計30次，即產(chǎn)生包含30個染色體的種群P；

2.4設迭代次數(shù)t=0。

步驟3：計算每個染色體的適應度值；

3.1遍歷種群P中的每個Pi，根據(jù)Pi中每個NCi的狀態(tài)取反后設置回Scada系統(tǒng)，并調(diào)用Scada系統(tǒng)的潮流計算函數(shù)；

3.2從Scada系統(tǒng)讀取每個供區(qū)Gi的帶電狀態(tài)E(Gi)，E(Gi)函數(shù)返回值為0或1，若Gi帶電則E(Gi)=1，若Gi不帶電則E(Gi)=0；

3.3計算每個染色體的適應度值Fit(Pi)，其中Fit(Pi)函數(shù)計算方式如下：

，其中n為Pi所包含的NCi的個數(shù)；

3.4若迭代次數(shù)大于100，即t>100，則結(jié)束優(yōu)化過程，跳轉(zhuǎn)至步驟5。