[發(fā)明專利]復(fù)雜配電網(wǎng)的量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710825596.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107579517A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)萬(wàn)琳;徐明宇;周揚(yáng);董爾佳;郭裊;陳曉光;張明江;穆興華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 宋詩(shī)非

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法，屬于配電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化運(yùn)行領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)配電網(wǎng)通常采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行的供電方式。在配電網(wǎng)中，存在著大量分段開(kāi)關(guān)和少量聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。配電網(wǎng)重構(gòu)即是在滿足配電網(wǎng)運(yùn)行的約束下，通過(guò)改變配電網(wǎng)中分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉組合狀態(tài)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行切換，在不同饋線之間轉(zhuǎn)移負(fù)荷，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。

按照側(cè)重點(diǎn)的不同，可以將配電網(wǎng)重構(gòu)分為靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)和故障恢復(fù)性重構(gòu)。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)即通過(guò)優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)網(wǎng)損達(dá)到最小，進(jìn)而提高供電的可靠性。而故障恢復(fù)性重構(gòu)是指在配電網(wǎng)發(fā)生故障并且故障被隔離時(shí)，為了減少停電面積、盡可能為更多的用戶供電而對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做出調(diào)整，其重在故障后恢復(fù)供電，是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自愈控制的基礎(chǔ)。

由于我國(guó)電網(wǎng)采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行的供電方式，因此配電網(wǎng)重構(gòu)涉及到在多個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中選擇出一個(gè)最優(yōu)解，使其兼具輻射型和連通性，并滿足目標(biāo)函數(shù)。現(xiàn)有大規(guī)模的配電網(wǎng)重構(gòu)通常采用人工智能算法來(lái)搜索出最優(yōu)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但是，由于人工智能算法采用隨機(jī)搜索的方式來(lái)尋求最優(yōu)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在搜索最優(yōu)解的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量不滿足網(wǎng)絡(luò)輻射狀和連通性拓?fù)浼s束的不可行解，而關(guān)于配電網(wǎng)人工智能優(yōu)化重構(gòu)中不可行解的判斷，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在著判定效率低和耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，使得配電網(wǎng)人工智能優(yōu)化重構(gòu)的效率無(wú)法得到大幅度提升，進(jìn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線重構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種復(fù)雜配電網(wǎng)的量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法，用于解決現(xiàn)有復(fù)雜配電網(wǎng)的人工智能優(yōu)化重構(gòu)存在的效率低和耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題。

本發(fā)明所述的復(fù)雜配電網(wǎng)的量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法包括：

步驟1、采用整數(shù)型環(huán)網(wǎng)編碼方法對(duì)待重構(gòu)配電網(wǎng)中的X個(gè)分段開(kāi)關(guān)和Y個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編碼，其具體過(guò)程為：

將分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)依次編號(hào)為1～X+Y，作為各自的開(kāi)關(guān)號(hào)；

對(duì)由每個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)確定的環(huán)網(wǎng)內(nèi)的分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)依次編號(hào)為1～該環(huán)網(wǎng)內(nèi)的開(kāi)關(guān)總數(shù)，作為各自的環(huán)網(wǎng)內(nèi)開(kāi)關(guān)編號(hào)；

步驟2、對(duì)于開(kāi)關(guān)編碼后的配電網(wǎng)，采用量子粒子群優(yōu)化算法得到粒子解，并根據(jù)整數(shù)型環(huán)網(wǎng)編碼方法將粒子解包含的環(huán)網(wǎng)內(nèi)開(kāi)關(guān)編號(hào)解碼為開(kāi)關(guān)號(hào)；

步驟3、對(duì)每個(gè)解碼后的粒子解生成開(kāi)關(guān)-環(huán)路矩陣，判斷該矩陣中是否出現(xiàn)相同的兩行元素，當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，判定該粒子解為環(huán)路不可行解，執(zhí)行步驟5，否則，執(zhí)行步驟4；

步驟4、根據(jù)節(jié)點(diǎn)分層算法，得到配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)分層矩陣及其對(duì)應(yīng)的上層節(jié)點(diǎn)矩陣，并判斷上層節(jié)點(diǎn)矩陣的非首列元素是否出現(xiàn)0元素，當(dāng)判斷結(jié)果為時(shí)是，判定該粒子解為孤島不可行解，執(zhí)行步驟5，否則，判定該粒子解為可行解，執(zhí)行步驟5；

步驟5、給出判定結(jié)論。

作為選優(yōu)的是，在步驟4中，根據(jù)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支路參數(shù)矩陣BranchM＝[支路首節(jié)點(diǎn)支路尾節(jié)點(diǎn)支路阻抗參數(shù)]和節(jié)點(diǎn)參數(shù)矩陣NodeM＝[節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)有功負(fù)荷節(jié)點(diǎn)無(wú)功負(fù)荷]確定配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣NodeN：

其中，N為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，i和j為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)；

根據(jù)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣NodeN得到所述節(jié)點(diǎn)分層矩陣及其對(duì)應(yīng)的上層節(jié)點(diǎn)矩陣。

本發(fā)明所述的判斷方法提出了一種基于整數(shù)型環(huán)網(wǎng)編碼方式下的開(kāi)關(guān)-環(huán)路矩陣與節(jié)點(diǎn)分層策略的配電網(wǎng)重構(gòu)所得解是否可行的判斷方法。所述判斷方法采用整數(shù)型環(huán)網(wǎng)編碼方法對(duì)待重構(gòu)配電網(wǎng)中的分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編碼，大幅度降低了配電網(wǎng)量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中粒子的維數(shù)，大大縮小了其搜索空間，提高了重構(gòu)尋優(yōu)的效率。進(jìn)一步地，所述判斷方法只需通過(guò)開(kāi)關(guān)-環(huán)路矩陣即可判斷配電網(wǎng)重構(gòu)中的所得解是否為環(huán)路不可行解，當(dāng)所得解為環(huán)路可行解時(shí)，直接利用節(jié)點(diǎn)分層矩陣及其對(duì)應(yīng)的上層節(jié)點(diǎn)矩陣進(jìn)行后續(xù)節(jié)點(diǎn)分層前推回代潮流計(jì)算，進(jìn)而判斷該所得解是否為孤島不可行解，方便簡(jiǎn)單，節(jié)省程序運(yùn)行時(shí)間。

附圖說(shuō)明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明所述的復(fù)雜配電網(wǎng)的量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中：

圖1為實(shí)施例所述的復(fù)雜配電網(wǎng)的量子粒子群優(yōu)化重構(gòu)中所得解是否可行的判斷方法的流程圖；

圖2為實(shí)施例提及的IEEE33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)圖；

圖3為實(shí)施例提及的三饋線IEEE16節(jié)點(diǎn)原始網(wǎng)絡(luò)圖；