[發明專利]基于粒子群與支路交換法的配電網快速重構方法

有效

• 申請號: 202010921956.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112186738B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張旭;么莉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于粒子群與支路交換法的配電網快速重構方法，配電網為放射狀拓撲結構，視為一個放射樹，即一個包含網絡中所有節點，卻不含任何回路的連通的網絡結構，將粒子群方法與支路交換法相結合，粒子的每一個維度，代表了拓撲結構的一次支路交換操作，通過對拓撲結構的D次支路交換操作，D為拓撲結構樹支個數，生成了新的放射狀拓撲結構；據此進行配電網快速重構。

技術領域

本發明屬于配網自動化領域，具體是一種配網重構新方法。

背景技術

隨著我國經濟的迅猛發展，電力負荷逐年增加，城市配電網的建設也得到迅猛發展，配電網通常是閉環設計開環運行的，配電網重構即對配電網開關再組合，是降低配電網損耗以及提升電能質量的有效手段，因而得到研究人員的重視。

通常配電網重構的算法可分為三類：以支路交換法與最優流法為代表的啟發式方法，以粒子群法與遺傳算法為代表的進化類算法，以分支定界為代表的解析方法。啟發式方法計算速度快，然而求解結果較差；解析方法需對大規模的混合整數問題進行分支定界求解，因而求解效率較低；而進化類方法相比啟發式方法求解效果好，相對解析方法求解時間短，因而備受關注。

配網重構是配電自動化實現其優化調度及其運行的重要職能之一，研究快速而又有效的網絡重構建模及其計算方法對推動配電網智能化建設具有重要的現實意義。而收斂性差，局部最優是進化類算法亟需解決的重要難題。普遍進化類算法求解網絡重構時，需對隨機解進行拓撲放射性判斷，因而極大的拖慢了求解效率。本發明提出一種基于粒子群方法與啟發式方法相結合的配電網快速重構策略，則無需對隨機解進行放射性判斷，因而大大的提高了求解效率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種的基于粒子群方法與啟發式方法相結合的配電網快速重構方法，該算法相對傳統啟發式方法與進化類方法有明顯的求解質量上的優勢。技術方案如下：

一種基于粒子群與支路交換法的配電網快速重構方法，配電網為放射狀拓撲結構，視為一個放射樹，即一個包含網絡中所有節點，卻不含任何回路的連通的網絡結構，將粒子群方法與支路交換法相結合，粒子的每一個維度，代表了拓撲結構的一次支路交換操作，通過對拓撲結構的D次支路交換操作，D為拓撲結構樹支個數，生成了新的放射狀拓撲結構，所述的配電網快速重構方法包括下列的步驟：

1)初始化粒子群:初始化粒子的速度v_i,j,位置x_i,j，1≤i≤N，1≤j≤D，N為粒子種群數目；D為粒子維度，該值等于配電網樹支個數，并滿足v_min≤v_i,j≤v_max，x_min≤x_i,j≤x_max，v_max v_min分別為粒子速度的上下限；x_max x_min分別為粒子位置的上下限，每生成一個粒子均代表了對拓撲結構的D次支路交換操作，經過D次支路交換，生成一個放射狀拓撲結構。

2)計算目標函數值f_i,t，t表示粒子的迭代次數，計算步驟如下：

a.隨機初始化一個放射樹；

b.根據當前樹計算可交換支路矩陣M；

c.對M的第k行元素進行遍歷，得到所有不為0的元素之和，記為q_k；

d.選擇第個非零元素所代表的支路與第k個樹支進行狀態交換，式中ceil()表示向上取整函數，當p_k＝1時，表示本次運算不進行交換。

e.獲得交換后的新樹，轉步驟b,直至交換D次；

f.計算所獲得的拓撲結構的網絡損耗，其值為f_i,t

g.更新粒子的速度和位置