[發明專利]一種基于螢火蟲算法的地區電網評估模型及優化方法

在審

• 申請號: 202210560985.8
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114897252A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 吳軍;陳逸琿;黃文鑫;郭子輝;韓銳
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種基于螢火蟲算法的地區電網評估模型及優化方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、基于風險理論與N-1故障進行不確定性風險計算，量化線路退運后果表征支路重要度；

步驟2、基于弗洛伊德算法Floyd評估節點的網絡特性，結合支路重要度綜合表征節點重要度；

步驟3、以經濟建設費用與網絡運行風險之和為目標函數，并結合實際運行約束構建核心骨干網架搜索模型；

步驟4、基于改進的二進制螢火蟲算法FA，求解得到最終的核心骨干網架建設方案。

2.根據權利要求1所述基于螢火蟲算法的地區電網評估模型及優化方法，其特征在于：步驟1所述支路重要度評估體系包括過負荷風險嚴重度指標、節點低電壓風險嚴重度指標以及支路單重故障概率；具體計算如下：

步驟1.1、過負荷風險嚴重度函數：

式中，P為線路潮流功率；P_e為線路額定潮流功率；

步驟1.2、低電壓風險嚴重度函數：

式中，V為節點母線電壓；

步驟1.3、對單一風險指標進行統籌處理，得到綜合風險指標：

R_S＝α||R||₁+β||R||_∞

||R||_∞＝max(R₁,R₂)

式中，R₁代表過負荷風險指標向量；R₂代表低電壓風險指標向量；R_S代表綜合指標向量；||R||₁反映兩個單一指標的累加效果；||R||_∞反映風險較大的指標對系統的影響；α和β為權系數，滿足α+β＝1，均衡考慮過負荷風險和低電壓風險，取α＝β＝0.5；

步驟1.4、第i條支路發生故障的概率函數：

P_r(F_i)＝1-exp(-λ_it_s)

式中，F_i表示支路i發生故障的情況；λ_i為支路i的偶然失效概率；t_s為時間區間；

步驟1.5、第i條支路發生單重故障的概率：

式中，E_i表示支路i發生單重故障的情況；

步驟1.6、基于風險理論，綜合考量事故發生概率與后果嚴重程度，得到支路重要度：Z_i＝P_r(E_i)·R_S,i。

3.根據權利要求1所述基于螢火蟲算法的地區電網評估模型及優化方法，其特征在于：步驟2的實現包括以下步驟：

步驟2.1、基于弗洛伊德算法Floyd計算最短路徑具體步驟如下；

步驟2.1.1、初始化節點距離矩陣map，定義節點i到節點j的距離權值map[i][j]；

步驟2.1.2、以節點k為中轉點，若map[i][j]map[i][k]+map[k][j]，則更新節點i和節點j間的最短路徑，設置map[i][j]＝map[i][k]+map[k][j]；

步驟2.1.3、若節點總數為n，使得k遍歷1～n；

步驟2.2、節點重要度評估體系中包括兩個單一節點重要度指標，分別為節點接近度和節點關鍵度；

步驟2.2.1、節點接近度計算公式：

式中，L(i,j)是網架中節點i到節點j的最短路徑所需經過的支路數目；m為系統節點總數；

步驟2.2.2、節點關鍵度計算公式：

式中，ψ_i為與節點i相連的所有支路的集合；W(i,k)是以節點i和節點k為端點的支路重要度，節點k在集合ψ_i內；

步驟2.2.3、綜合節點重要度：