[發明專利]基于二進制粒子群算法的配電網絡重構方法

在審

• 申請號: 201610942114.7
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106777449A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 范廣博;葛強;顏輝
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 鄧麗

技術領域

本發明涉及一種配電網絡重構方法，具體涉及是基于二進制粒子群算法的配電網重構方法。

背景技術

隨著經濟社會的不斷發展以及分布式電源(Distributed Generation,DG)的不斷接入，社會對配電網的要求越來越嚴格。發展智能配電網可以很好的解決配電網自愈與友好接納DG，解決當前我國配電網相對于發達國家不經濟、不智能等問題。網絡重構技術就是智能電網技術的重要組成部分。

通過網絡重構可以實現故障后非故障失電區快速復電，線路過載時均衡線路負荷，節點電壓越限時改善電壓分布等自愈功能。本發明主要針對均衡線路負荷，減少網絡損耗為優化目標，進行網絡重構。但傳統的粒子群算法存在收斂性差，易于陷入局部最優，在進行變異操作時還會出現大量的不可行解，嚴重時將會進入死循環。

發明內容

為了克服傳統算法容易陷入局部最優、收斂性差的和產生不可行解等缺點。本發明采用了基于避免不可行解的二進制粒子群算法，該方法能夠有效的避免不可行解的出現，同時進一步的提高了收斂速度和優化深度。

本發明提供的基于二進制粒子群算法的配電網重構方法，具體如下：

建立配電網的重構優化數學模型，即選取系統的有功網損作為適應函數，公式如下：

上式中，P_L為所有支路的總有功損耗；i表示支路編號；N_p表示配電網支路總數；K_i表示開關狀態變量，即0表示打開狀態，1表示閉合狀態；R_i表示支路i上的電阻值；P_i、Q_i、U_i分別表示支路的有功功率、無功功率以及支路i前端節點的電壓幅值。控制為配電網的分段開關和聯絡開關。

然后再進行如下步驟：

S1：對配電網絡進行初始化，獲取配電網系統的節點信息和支路信息；設置控制變量的個數，并對速度V的取值范圍、最大迭代次數N_max以及初始種群的規模T進行設置；

S2：隨機初始化后得到一個種群數目為T的可行二進制粒子群X，在設置完成的速度取值范圍內，隨機產生每個粒子的初始速度V(i)；

S3：對初始粒子群進行潮流計算，計算所述初始粒子群中每個粒子的網損P_L(i)，取每個粒子的當前網損P_L(i)作為每個個體的初始最優解P_i，并找出最小網損作為全局最優解P_g；

S4：判斷當前迭代次數是否達到設定最大值N_max，若達到最大值跳轉到步驟S13，否則轉到步驟S5；

S5：根據迭代更新公式，對每個環路逐個進行速度和位置進行更新，生成一個新粒子群；

S6：對新粒子群的每個粒子位置進行評價，判斷每個粒子的位置是否符合配電網拓撲結構；如果符合轉到S7，否則轉到S5重新進行更新；

S7：對新粒子群進行潮流計算，獲得每個粒子的網損；比較每個粒子更新前后的網損，取較小的為該個體最優解，同時找出新的網損最小值，并和上次的全局最優解比較，保留較小值作為新全局最優解；

S8：該種群更新進化后判斷全局最優解是否保持Ζ代沒有變化；若是，轉到步驟S9，否則轉到步驟S4；Ζ值可選擇取2、3、4任一個數值；

S9：將每個粒子的適應值P_L(i)按照從小到大進行排序，并根據適應值的順序將X(i)進行排序；

S10：保留排前幾位適應值較好的的粒子，將剩下的粒子放入X`(i)后進行交叉操作；

S11：對交叉操作完的粒子，按照避免不可行解的條件下進行隨機變異；

S12：對變異后的每個粒子按步驟S7所述方法進行潮流計算并找出最新的個體最優值和全局最優值，然后跳轉到步驟S4

S13：停止迭代計算，保存個體最優值和全局最優值，同時保存全局最優時對應各控制變量的值；此時，全局最優即為優化理想結果，控制變量值即為最優設置值。

對于上述步驟：

進一步，步驟S2中，配電系統中控制參數對應于粒子的位置如下式所示：

X(i)＝[k_i1,k_i2,.......k_in]

上式中k表示開關的狀態變量，即0表示打開狀態，1表示閉合狀態，i表示第i粒子，n表示開關個數。

進一步，步驟S5中，粒子的速度的迭代更新公式如下：