[發(fā)明專利]基于雙蟻群優(yōu)化的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410089783.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103903062A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王崢;李國(guó)棟;尹金良;周雪松;李曉輝;袁世強(qiáng);于光耀;梁偉;劉亞麗;劉云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化和運(yùn)行管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法，尤其是一種基于雙蟻群優(yōu)化的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法。

背景技術(shù)

西方主要工業(yè)國(guó)家的網(wǎng)損率在5%～8%，我國(guó)網(wǎng)損率則高達(dá)9%左右。而網(wǎng)損率很大一部分來(lái)自35kV～110kV配電網(wǎng)，可占總網(wǎng)損率的60%左右，可見(jiàn)降損工作的關(guān)鍵在于降低配電網(wǎng)線損。配電網(wǎng)由于為環(huán)狀設(shè)計(jì)，因此可以在保證配網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行、滿足饋線熱容、電壓降落要求和變壓器容量等不等式約束的前提下，通過(guò)改變分段開(kāi)關(guān)、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的組合狀態(tài)，重新選擇用戶的供電路徑，使配網(wǎng)運(yùn)行于最佳方式，即配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是降低配電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)損的有效途徑，此外通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)還可使負(fù)荷在各個(gè)饋線和變壓器之間合理分配，從而避免線路和變壓器過(guò)載，提高供電質(zhì)量，改善系統(tǒng)的運(yùn)行條件。

配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)在綜合考慮饋線容量、節(jié)點(diǎn)電壓、支路電流、變壓器容量以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞燃s束條件，并滿足一定開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)和網(wǎng)損目標(biāo)等前提下，尋找正確、有效的開(kāi)關(guān)組合的優(yōu)化過(guò)程。而開(kāi)關(guān)組合變量空間維數(shù)甚高，使得配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)面臨組合爆炸的危險(xiǎn)。人工智能理論求解復(fù)雜的非線性系統(tǒng)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法單純依靠數(shù)學(xué)求解的不足，解決了某些傳統(tǒng)計(jì)算方法難于求解或不能解決的問(wèn)題。其中，雙蟻群算法由于采用信息交互機(jī)制，一定程度上克服了傳統(tǒng)蟻群算法易陷入局部極小值的問(wèn)題，即將廣泛應(yīng)用于非線性尋優(yōu)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種基于雙蟻群優(yōu)化的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法。采用雙蟻群優(yōu)化方法，通過(guò)改變分段開(kāi)關(guān)、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的組合狀態(tài)，選取最優(yōu)的供電路徑，保證供電質(zhì)量的同時(shí)，有效的降低網(wǎng)損。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于雙蟻群優(yōu)化的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法，包括步驟如下：

（1）環(huán)網(wǎng)提取；根據(jù)配電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)以及配電網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，從電源點(diǎn)開(kāi)始搜索，提取環(huán)網(wǎng)；在搜索的過(guò)程中記錄環(huán)網(wǎng)上的電源點(diǎn)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和分段開(kāi)關(guān)之和以及節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

（2）參數(shù)初始化；循環(huán)次數(shù)初值n=0，所有路徑上的信息素都為一常數(shù)a，設(shè)置兩組蟻群的種群規(guī)模為ml和m2的信息素交換次數(shù)為c；

（3）雙蟻群搜索；設(shè)兩組蟻群的螞蟻個(gè)數(shù)為0，信息素交換次數(shù)為0，以配電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)滿足開(kāi)關(guān)操作次數(shù)最小化，采用兩組蟻群，分別搜索重構(gòu)方案；

第K只螞蟻從節(jié)點(diǎn)i轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)j的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率按如下公式（一）計(jì)算，

式中τ(i,j)為從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的路徑上積累的信息素；η(i,j)為選擇從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j這條路徑的期望程度，一般為從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的距離的倒數(shù)；J(i)表示從節(jié)點(diǎn)i能夠到達(dá)的所有節(jié)點(diǎn)集合；β為期望程度相對(duì)于信息素的重要性系數(shù)；

信息素局部修改按如下公式（二）計(jì)算，

τ(i,j)=τ_k(i,j)+ρ_Lτ(i,j)?????（二）

式中：ρ_L為路徑上原有信息素的局部遺忘系數(shù)；τ_k(i,j)為第K只螞蟻在該路徑上留下的信息素。τ(i,j)為路徑上原有的信息素；

信息素全局修改按如下公式（三）計(jì)算，

τ(i,j)=K_Oτ_O(i,j)+ρ_Gτ(i,j)??????（三）

式中：ρ_G為路徑上原有信息素的全局遺忘系數(shù)；K₀為最優(yōu)線路上螞蟻留下信息素的放大系數(shù)；τ₀(i,j)為最優(yōu)線路螞蟻留下的信息素；

（4）解碼每組螞蟻?zhàn)哌^(guò)的路徑，得到配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案，進(jìn)行環(huán)網(wǎng)檢測(cè)，孤島檢測(cè)以及約束條件檢測(cè)，判別方案的可行性，遺棄不可行方案；

（5）判別兩組螞蟻個(gè)數(shù)是否達(dá)到蟻群規(guī)模，即兩組螞蟻個(gè)數(shù)是否達(dá)到ml和m2，若均未達(dá)到蟻群規(guī)模，則兩組螞蟻個(gè)數(shù)各自增加一次，轉(zhuǎn)至步驟（3），否則轉(zhuǎn)至步驟（6）；

（6）若信息素交換次數(shù)未達(dá)到c，若未達(dá)到，則信息素交換次數(shù)增加一次，轉(zhuǎn)至步驟（3），否則交換信息，轉(zhuǎn)至步驟（7）；

（7）如果滿足兩次步驟（4）得到配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案中的最優(yōu)方案差值小于0.1，則結(jié)束算法，輸出步驟（4）得到配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案中的最優(yōu)方案即為最佳配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方案，否則轉(zhuǎn)向步驟（3）。