[發(fā)明專利]一種基于門當(dāng)戶對遺傳算法的配電網(wǎng)多目標(biāo)主動重構(gòu)方法

有效

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• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109390971B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李錳;王利利;劉巍;田春箏;李秋燕;李科;李鵬;全少理;付科源;郭勇;郭新志;楊卓;孫義豪;丁巖;馬杰;張藝涵;羅潘
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;G06N3/12
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真;謝萍

本發(fā)明公開了一種基于門當(dāng)戶對遺傳算法的配電網(wǎng)多目標(biāo)主動重構(gòu)方法，首先，將功率損耗、電壓偏移和系統(tǒng)穩(wěn)定裕度等指標(biāo)融合到目標(biāo)函數(shù)中，并引入判斷矩陣法和線性加權(quán)法確定各個指標(biāo)的權(quán)重和實現(xiàn)多目標(biāo)函數(shù)的轉(zhuǎn)化；其次，針對傳統(tǒng)遺傳算法的弊端，提出了基于“門當(dāng)戶對”原則的多種染色體交叉策略，豐富了種群進(jìn)化方式的多樣性，算法計算效率和尋優(yōu)能力得到大大加強(qiáng)；最后通過設(shè)定臨界值，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的自我感知和主動重構(gòu)，提高配電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性。仿真算例表明，本發(fā)明提出的模型和算法以及主動重構(gòu)的理念符合當(dāng)前主動配電網(wǎng)主動運(yùn)行和主動控制的思路，具有較為廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于門當(dāng)戶對遺傳算法的配電網(wǎng)多目標(biāo)主動重構(gòu)方法。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)是直接面向用戶，連接輸電系統(tǒng)和負(fù)荷的重要環(huán)節(jié)，是保障供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。配電網(wǎng)的重構(gòu)可以有效降低系統(tǒng)的網(wǎng)損、提高系統(tǒng)可靠性和安全運(yùn)行水平，對于當(dāng)前主動配電網(wǎng)建設(shè)具有重要意義。

近年來國內(nèi)外學(xué)者對配電網(wǎng)重構(gòu)展開了大量的分析研究，取得了一系列的研究成果：(1)在重構(gòu)模型構(gòu)建方面，大部分研究都以有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù)，未兼顧系統(tǒng)的電壓水平、負(fù)荷平衡以及可靠性等因素。另一方面，已有的配電網(wǎng)重構(gòu)研究無論是正常情況下以網(wǎng)損最小而做出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化還是故障情況下的重構(gòu)往往是被動地，沒有體現(xiàn)預(yù)告和主動性，不符合當(dāng)今主動配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢；(2)在求解算法分析方面，配電網(wǎng)重構(gòu)的方法主要有分支定界法、支路交換法、最優(yōu)流模式法、模擬退火法、遺傳算法、粒子群算法等。其中，分支定界法面對大規(guī)模配電網(wǎng)計算量太大而難以奏效，支路交換法配電網(wǎng)重構(gòu)的結(jié)果與配電網(wǎng)的初始結(jié)構(gòu)有關(guān)，不能保證全局最優(yōu)，最優(yōu)流模式法經(jīng)兩次環(huán)網(wǎng)潮流計算才能確定一個開關(guān)的斷合，計算量大，算法編程較復(fù)雜。啟發(fā)式算法有搜索效率低、難以收斂全局最優(yōu)解的問題；3)在分布式電源的處理方式方面，大部分研究將其看成是PQ型分布式電源來處理，對分布式電源的不確定性和波動性對配電網(wǎng)重構(gòu)的影響分析不夠全面和深入。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的不足，本發(fā)明提供一種基于門當(dāng)戶對遺傳算法的配電網(wǎng)多目標(biāo)主動重構(gòu)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于門當(dāng)戶對遺傳算法的配電網(wǎng)多目標(biāo)主動重構(gòu)方法，步驟如下：

S1，建立多目標(biāo)函數(shù)。

所述多目標(biāo)函數(shù)，包括有功損耗最小的目標(biāo)函數(shù)f₁、電壓偏移最小的目標(biāo)函數(shù)f₂和電壓穩(wěn)定裕度最小的目標(biāo)函數(shù)f₃。

S1.1，構(gòu)建有功損耗最小的目標(biāo)函數(shù)f₁：

式中，f₁為配電網(wǎng)有功損耗；N為配電網(wǎng)支路總數(shù)；k_z表示支路開關(guān)狀態(tài)，k_z為0表示支路斷開，k_z為1表示支路閉合；R_z為支路z的電阻；P_z為支路z末端流過的有功功率；Q_z為支路z末端流過的無功功率；U_z為支路末端節(jié)點(diǎn)電壓。

S1.2，構(gòu)建電壓偏移最小的目標(biāo)函數(shù)f₂：

式中，f₂為電壓偏移之和；M為節(jié)點(diǎn)個數(shù)；U_j為節(jié)點(diǎn)j的電壓值，U_N為線路額定電壓值。

S1.3，構(gòu)建電壓穩(wěn)定裕度最小的目標(biāo)函數(shù)f₃，電壓穩(wěn)定性是衡量電網(wǎng)安全性與可靠性的重要指標(biāo)。配電網(wǎng)潮流解存在性的電壓穩(wěn)定判據(jù)如下：