[發(fā)明專利]基于多目標離散粒子群的智能配電網(wǎng)故障恢復(fù)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410209704.X
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN104112165A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明軍;馮杰;陳俊宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.基于多目標離散粒子群智能優(yōu)化算法的智能故障恢復(fù)方法，包括以下步驟：

步驟1，初始化參數(shù)。

1.1確定離散粒子群優(yōu)化算法中的最大迭代次數(shù)、粒子數(shù)、維度數(shù)、學(xué)習(xí)因子、慣性權(quán)重的取值以及各類目標函數(shù)的計算公式和相應(yīng)參數(shù),包含了三個方面的目標函數(shù)：

1.1.1盡可能多的恢復(fù)失電負荷

maxf1=Σi∈DλiPi---(1)]]>

其中，P_i表示失電負荷的大小；λ_i表示失電負荷i的權(quán)重系數(shù)，即表示負荷的優(yōu)先等級；D代表整個系統(tǒng)的負荷集合；

1.1.2盡可能較少開關(guān)的操作次數(shù)：

minf2=Σk∈TsKk---(2)]]>

其中，K_k表示開關(guān)的狀態(tài)，1表示閉合，0表示打開；T_s表示整個開關(guān)的集合；

1.1.3恢復(fù)后，整個系統(tǒng)的網(wǎng)損盡可能的小：

minf3=Σl∈NlIl2Rl---(3)]]>

其中，f₃表示形成供電孤島的有功功率損耗，I_l表示支路的電流，N_l表示整個系統(tǒng)中的供電支路；R_l表示支路的阻抗參數(shù)。

步驟2，離散粒子的位置和速度初始化；

2.1初始化離散粒子的位置值

各個粒子的位置值即為各類開關(guān)的狀態(tài)值，1表示閉合，0表示打開；因此，在約束條件的范圍內(nèi)，隨機定義各類粒子的位置值，即隨機的開斷各個開關(guān)以形成相應(yīng)的孤島；約束條件主要包括：

2.1.1節(jié)點的電壓約束，即各個節(jié)點的電壓應(yīng)該保持在允許的范圍內(nèi)，介于電壓容許的最大值和最小值之內(nèi)。

2.1.2支路的功率約束，即各條支路上的功率不應(yīng)該超過其最大的允許功率。

2.1.3一類負荷不失電約束，即故障后所形成的各個孤島內(nèi)，負荷等級為一類的負荷必須保證不失電。

2.1.4孤島的容量約束，即各個孤島內(nèi)的總負荷和總損耗之和不能超過該孤島內(nèi)所有的DG發(fā)電總量。

2.2初始化離散粒子群的速度；

隨機對離散粒子群進行速度的初始化，并將速度的初始值限制在0到1之間；

2.3計算各個粒子的適應(yīng)值；

根據(jù)各類粒子隨機后得到的位置值，即開關(guān)的閉合或打開狀態(tài)，輸入到整個智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中，形成相應(yīng)的孤島，并對滿足約束條件的孤島進行潮流計算，得出相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)損耗。并根據(jù)這些得到的結(jié)果計算是目標函數(shù)(1)-(3)的值，得出各個粒子的適應(yīng)度值fitness_k；

步驟3，種群的歸類；

基于適應(yīng)度支配的概念，將整個種群分為兩個子群，分別為非支配子群P_set和支配子群NP_set；其中P_set子群中粒子的個數(shù)為n₁，NP_set中粒子的個數(shù)為n₂；

步驟4，粒子位置和速度的更新；

4.1根據(jù)下面公式對粒子的速度值更新：

vkt+1=vkt+c1(pbest-xkt)+c2(gbest-xkt)---(4)]]>

其中，x_k表示粒子的位置值，v_k^t表示粒子k在第t次迭代計算時的速度值，p_best表示每個粒子的歷史最優(yōu)值；g_best為隨機在非支配子群中選出的最優(yōu)值；

4.2根據(jù)下面的公式對粒子的位置值更新：

xkt+1=1,ifrand()<sig(vkt+1)0,else---(5)]]>

其中，

sig(vkt+1)=11+exp(-vkt+1)---(6)]]>

步驟5，支配種群和非支配種群間的動態(tài)交換；

對NP_set子群中的每個粒子與P_set子群中的每個粒子逐一進行比較，并進行相應(yīng)的交換操作，以使得最終NP_set子群中的所有粒子為支配粒子，即適應(yīng)值均占優(yōu)于P_set子群中的粒子的適應(yīng)值；并且，最后刪除P_set子群和NP_set子群中重復(fù)的粒子；

步驟6，方法的收斂性檢驗；

檢驗整個離散粒子群優(yōu)化算法是否達到最大的迭代次數(shù)，若達到迭代次數(shù)已經(jīng)達到所設(shè)定的最大次數(shù)，則跳出迭代步驟，進入下一步驟(7)；若還未達到最大迭代次數(shù)，則回到步驟(4)；

步驟7，輸出最終的優(yōu)化結(jié)果；

根據(jù)最終所得到的結(jié)果，即粒子的狀態(tài)值(開關(guān)狀態(tài)值)，得出最終的孤島方案和負荷恢復(fù)方案，并輸出最終的三維帕累托最優(yōu)曲面，以供操作者選擇相應(yīng)的開關(guān)操作量以及負荷恢復(fù)方案。