[發明專利]一種基于改進型蟻群算法的配網低電壓自動治理方法

有效

• 申請號: 201711237285.0
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107909214B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 王文彬;伍小生;范瑞祥;李瓊;蒙天騏
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00;H02J3/12
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

一種基于改進型蟻群算法的配網低電壓自動治理方法，首次將改進型蟻群算法應用于配網低電壓治理投資成本的研究；以10kV配網全部節點電壓達到正常電壓為約束條件，以治理方案投資成本最低為優化目標，通過對螞蟻行進禁忌表進行限制，以及采用最優?最差螞蟻系統對基本蟻群算法的信息素更新規則進行改進，提高了算法的收斂速度。通過算例對比配網“低電壓”治理技術原則（試行）》10KV配網治理方案與本發明提出的算法表明，本發明提出的算法在低電壓治理具有經濟效益方面的優勢，有助于解決配網低電壓治理問題。

技術領域

本發明涉及一種基于改進型蟻群算法的配網低電壓自動治理方法，屬電網運行技術領域。

背景技術

隨著國民經濟增長，居民用電水平有著很高的增長速率，但是配網改造的速度卻明顯滯后，因此配電線路末端的低電壓問題頻頻出現。10KV配電線路的低電壓問題，表現為線路末端節點的電壓低于標稱電壓7％，即線路末端的電壓低于9.3KV時，就將其稱為10KV配網低電壓現象。由于10KV配電線路結構的多樣化，造成配網低電壓的原因也不盡相同，因此需要采用特定的治理方案進行針對性治理。

發明內容

本發明的目的是，針對10KV配電線路末端存在的低電壓問題，提出一種基于改進型蟻群算法的配網低電壓自動治理方法。

本發明實現的技術方案如下，一種基于改進型蟻群算法的配網低電壓自動治理方法，以10kV配網全部節點電壓達到正常電壓為約束條件，以治理方案投資成本最低為優化目標，通過對螞蟻行進禁忌表進行限制，采用最優-最差螞蟻系統對基本蟻群算法的信息素更新規則進行改進，提高算法的收斂速度。

所述優化目標的目標函數為：

式中，S為低電壓治理花費的總費用，L_i為線路i改造的長度，為對應線路型號的單價，η為改造的總線路個數，為節點j新增無功補償器價格，t為新增無功補償器個數，為α節點新增調壓器價格，l為新增的調壓器個數；

約束條件為，V_a≥9.3KV(a＝1,2,…,γ) (2)

式中，V_a為a節點處電壓值，γ為電網中總節點個數。

本發明針對10kV配網中低電壓出現的主要原因，在某個低電壓治理步驟中，可能采取的措施為：①對某段不符合經濟輸送容量的線路進行線徑更換，使其滿足配網要求的經濟輸送容量；②在某個無功不足的節點處添加無功補償器，使節點功率因數達到0.9；③在某個大于9.5kV節點處添加調壓器。

本發明方法定義從初始節點(與電源點相連的節點)到線路末端節點為一條支路，即若配網中有f個末端節點，就會有f條支路。并且定義初始節點到末端節點電壓最低的線路為第一條支路，初始節點到末端節點電壓次低的線路為第二條支路，以此類推初始節點到末端節點電壓最高的線路為第f條支路。螞蟻從初始節點沿第e條(e從1開始)支路行進，在經過線路和節點時，可能采取治理步驟，也可能不采取治理步驟，但會對經過的線路和節點進行記錄。若螞蟻走完第e條支路，沒有完成低電壓治理，則螞蟻從第e條支路與第e+1 條支路的分支節點處向電壓次低的末端節點行進，重復上述治理步驟，直到完成螞蟻完成其生命周期。

所述螞蟻的生命周期包括兩種情形：

(1)螞蟻走到死路且沒有完成低電壓治理，即螞蟻走到末端節點電壓最高的節點能夠采取的治理步驟并且沒有完成低電壓治理，導致沒有可以繼續執行的治理步驟，則將該螞蟻從系統中刪除；

(2)完成低電壓治理，即10kV配網中所有節點的電壓均大于9.3kV，這時該螞蟻所走過的治理步驟即為一個可行的治理方案；