[發明專利]一種基于蟻群算法的配電網網架優化規劃方法

在審

• 申請號: 201911098273.3
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN111144608A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 馬志騏;汪輝;蔣向東;夏泳;左藝;李明;王偉;石忠智;王楨;王玲;周穎;張文穎;趙新剛;金滿宇;隋振偉;李冰;楊筠
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司本溪供電公司;國家電網有限公司;華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

1.一種基于蟻群算法的配電網網架優化規劃算法，其特征在于，該方法包括：

首先將規劃區域內n條可行待選線路從l到n編號；

求出每條待選線路的轉換概率

在迭代過程中,螞蟻每次從這n個元素中按每個元素的轉換概率選取一個元素；

對于每只螞蟻,該過程同時重復的次數為nodenum-subnum-oldlinenum，其中nodenum為節點數目,subnum為變電站數目,oldlinenum為老線路數目，最終每只螞蟻形成一個線路集,該線路集形成一個規劃方案；

當一次循環完成后,從所有螞蟻形成的規劃方案中選擇具有最小目標函數值的規劃方案,并與當前保存的最優方案進行比較；

如果新方案比當前保存的最優方案還要好,那么用新方案，否則維持當前最優方案。重復上述過程直至達到最大迭代次數。

2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括：

(1)每個元素的初始信息素是相等的，設信息素τ_i(0)＝C(i＝1，2，......n),其中C為常數，在尋優過程中,其信息素τ_i將隨著蟻群過后留下的激素量的變化而變化；

(2)計算未被加入tabu表的待選線路的轉換概率根據各待選線路的轉換概率從上述線路中選取一條線路，采用基于前推回代的配電網潮流計算方法來求取負荷潮流，以確定其過負荷懲罰值，并計算每只螞蟻所形成的規劃方案的目標函數值；

(3)如果在步驟(2)中找到的規劃方案的目標函數值比f_min小，用該值替換f_min，并記下該規劃方案；否則轉向步驟(4)；

(4)計算信息素增量并計算Δτ_i(t，t+n)和計算τ_i(t，t+n)；

(5)令迭代次數N＝N+1.若N＜N_max，則清空所有的tabu表，轉向步驟(2)，否則輸出最好的規劃方案，停止。

3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中用式(2)計算未被加入tabu表的待選線路的轉換概率

式中，allowedL_k為螞蟻k還沒有訪問過的元素集，若i和l不屬于allowedL_k，轉換概率為0，α和β分別表示螞蟻在運動過程中所積累的信息及啟發式因子在螞蟻選擇元素中所起的不同作用；β_i表示選擇元素i的期望程度，且其數值定義為待選線路i的長度或投資的倒數。

4.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，采用式(1)的數學模型計算每只螞蟻所形成的規劃方案的目標函數值：

數學模型可用下式表達：

式中X為N維決策矢量，代表問題的解；X_i是矢量X的元素，當待選線路i被選中時X_i＝1，否則X_i＝0，C_1i＝γ_i+α_i,γ_i是投資回收率,α_i是設備折舊維修率；C_2i是電價單位為元、kW·h；ΔP_i是線路i的有功損耗，單位是kW；τ_maxi是相應的年最大損耗時間，單位為h；A₁是過負荷懲罰系數；L是網絡的過負荷的部分,其數值通過網絡的負荷潮流求得。

5.按照權利要求2所述的方法，其特征在于，

利用式(5)計算信息素增量并用式(4)計算Δτ_i(t，t+n)，然后用式(3)計算τ_i(t+n)：

式(3)表示為：完成一次迭代后，每條待選線路的信息素被更新為：

τ_i(t+n)＝θτ_i(t)+Δτ_i(t，t+n) (3)

i=1，2，…，n

式中θ是一系數，1-θ是時刻t到t+n之間各線路上信息素的蒸發系數；m為螞蟻數目；是時刻t到t+n之間螞蟻k釋放在待選線路i上的信息量，表達式如下：

若螞蟻k未選中元素i，則Q為一常數，f_k(X)為螞蟻k所得規劃方案的目標函數值。