[發明專利]一種于蟻群算法優化的配電網絡仿真平臺方法

在審

• 申請號: 201611081365.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106777572A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 高淑芝;吳曉峰;李少陽;王鵬飛;曹萌
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種配電網絡的方法，特別是涉及一種于蟻群算法優化的配電網絡仿真平臺方法。

背景技術

電力系統是由輸送電、發變電等設備和相應技術組成的，統一將一次能源轉換為電能的系統。其中電力系統中的配電網絡是其重要的組成部分，而在現實中，配電網網絡優化具有離散性、多目標、非線性等特點，因此配電網網絡優化是一個復雜并且難以組合優化的問題。針對這一問題，提出了群智能算法，并用來解決配電網絡規劃中的變電站選址定容、配電網架聯絡線總體總體規劃等問題，在很大程度上提高了配電規劃和運行人員的工作效率。群智能算法中的蟻群算法不僅具有較強的魯棒性，并且易與其他算法相結合。因此，蟻群優化算法的研究對解決各種優化問題具有極其重要的價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種于蟻群算法優化的配電網絡仿真平臺方法，該方法采用配電網絡數學模型與蟻群算法相結合的方法，來實現配電網絡的快速優化，首先配電網絡數學模型得出其其求解的目標是一個有眾多約束條件的線路編號集合，然后通過蟻群算法對其復雜的規劃問題進行求解，并參數進行自動尋優，快速得到更加精準的配電網絡規劃曲線以及最優解。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種于蟻群算法優化的配電網絡仿真平臺方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一：計算配電網絡中的線路的建設費，并在已知變電站的供電范圍，則配電網規劃問題的數學機理模型；

步驟二：根據不同的線徑導線單位長度造價,電阻率將為一平均值，最終得出有眾多約束條件的線路編號集合；

步驟三：在搜索過程中根據路徑上的啟發信息以及各條路徑上的信息量來計算狀態轉移概率；

步驟四：計算一次循環中螞蟻K在所走過的路徑上的總共長度；

步驟五：設置循環次數，求得網絡配電路徑規劃在循環次數達到最大時，所得最優解。

本發明的優點與效果是：

1、本文采用網絡配電數學機理模型，并根據實際情況計算出配電網絡中的線路的建設費和其線路編號集合。

2、采用蟻群算法對網絡配電的復雜數學模型進行優化，得出網絡配電規劃問題的最優解。

3、兩種方法的結合更快速得到更加精準的配電網絡規劃曲線以及最優解。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。

一種配電網絡的方法，特別是涉及一種于蟻群算法優化的配電網絡仿真平臺的方法，所訴方法包括一下步驟：

配電網絡數學機理模型：

配電網絡中的線路的建設費可如下表示：

(1)

式中表示為線路的投資費用，為第線路的長度，為第線路的線徑。

配電網中每一段線路的網損為：

(2)

式中為第線路的網損功率，U為該線路段的電壓，為該線路段的電價，表示線徑上該線路的電阻率。

若已知變電站的供電范圍，則配電網規劃問題的數學機理模型可表示為：

(3)

式中，；為該線路段的編號；為所有可能構成該線路段輻射網的編號的集合。表示線路的電流；S為該線路段節點個數；為該線路段節點電壓下限；為該線路段規劃后線路的條數。

分析(3) 發現, 與成正比例, 與成正比例。如果取不同的線徑導線單位長度造價,電阻率將為一平均值, 則公式(3) 可近似地等效為：

(4)

式中，a,b為常數，公式(4)可等效為：

(5)

公式(5)雖然有一定程度的簡化, 但其求解的目標是一個有眾多約束條件的線路編號集合。對于這種復雜的規劃問題, 用現有的數學方法來求解是十分困難的。因此，下面利用蟻群算法進行求解。

蟻群算法對上述數學模型求解

螞蟻在運動過程中，螞蟻的移動方向由每條路徑上的信息量所決定。在這里用禁忌表來記錄螞蟻k在當前所經過的城市，集合隨著進化過程作動態的調整。在搜索過程中根據路徑上的啟發信息以及各條路徑上的信息量來計算狀態轉移概率。初試時刻，各邊的信息量是相等的。則螞蟻k的狀態轉移概率公式為：

(6)

在這里，為信息啟發因子，表示螞蟻k下一步選擇的城市。為期望啟發式因子，表示的是能見度的相對重要性；

其中，為啟發函數，針對具體的問題根據啟發式規則而設定, 其公式如下：

(7)

其中，表示相鄰兩個城市之間的距離，其計算公式如下：

(8)