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        基于蟻群算法的多目標(biāo)配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃

        2013-11-16 06:27:56解大琴馬東玲
        關(guān)鍵詞:經(jīng)濟(jì)性配電網(wǎng)變電站

        解大琴 馬東玲

        (上海工程技術(shù)大學(xué)高職學(xué)院,上海 200437)

        1 概述

        配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃的目標(biāo)既有經(jīng)濟(jì)性的考慮,也有可靠性的要求,因而本文將模糊多目標(biāo)規(guī)劃應(yīng)用于配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃中,在算法上以經(jīng)濟(jì)性和可靠性的協(xié)調(diào)為目標(biāo),應(yīng)用一種模糊的方法來(lái)綜合兩者的關(guān)系,最終最大化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性指標(biāo)的公共滿意度,協(xié)調(diào)好兩者之間的矛盾。

        2 聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化模型

        聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化配置方案設(shè)計(jì)的目標(biāo)是合理定位環(huán)網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)線,在滿足用戶及系統(tǒng)供電可靠性要求的前提下,最小化供電部門和用戶的停電損失。因此,通過(guò)聯(lián)絡(luò)線的增建可以調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性和可靠性兩方面的要求,最大化兩者的公共滿意度,得到最佳的優(yōu)化結(jié)果。目標(biāo)函數(shù)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:

        (1)經(jīng)濟(jì)方面:包括聯(lián)絡(luò)線和開關(guān)的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和網(wǎng)損兩個(gè)方面的內(nèi)容,計(jì)算公式如下:

        這里的S是指架設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的線路,代表需要架設(shè)聯(lián)絡(luò)線的線路;它是n維決策矢量,代表聯(lián)絡(luò)線關(guān)優(yōu)化問(wèn)題的解;si是S中的元素,當(dāng)待選線路i被選中架設(shè)聯(lián)絡(luò)線時(shí)否則

        (2)可靠性指標(biāo):指的是停電損失費(fèi)用,可表示為:

        式中Rb指的是停電損失。

        最后將模糊多目標(biāo)規(guī)劃原理應(yīng)用到該聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化模型中,則:

        3 聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化規(guī)劃

        聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化中關(guān)鍵的問(wèn)題是在滿足N-1安全準(zhǔn)則的前提下,在樹型網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,變電站中任一條中壓配電線路發(fā)生故障不能正常運(yùn)行時(shí),那么除故障段外仍能保持向用戶繼續(xù)供電,每個(gè)變電站都是相鄰站的備用,每條出線都有承擔(dān)聯(lián)絡(luò)的可能,結(jié)合地理信息優(yōu)化出總投資費(fèi)用最小的規(guī)劃方案。

        本文進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線的優(yōu)化時(shí)選取的是蟻群算法,蟻群在一次游歷過(guò)程中確定聯(lián)絡(luò)線使用情況,具體步驟如下:

        第一步:先確定哪兩個(gè)站點(diǎn)為相鄰站。在進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算之前,規(guī)劃人員首先要確定哪些變電站為相鄰變電站,并以數(shù)據(jù)或者表格的形式給出分析結(jié)果。所以本文規(guī)劃的前提條件是變電站的相鄰站點(diǎn)都是已知的;

        第二步:確定變電站兩兩之間聯(lián)絡(luò)線的可行集合。分析計(jì)算得出集合中每條可行性聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)費(fèi)用和線路費(fèi)用之和。

        第三步:蟻群利用輪盤賭的概率隨機(jī)的在可行性聯(lián)絡(luò)線集合中選擇一條作為可行聯(lián)絡(luò)線,直到所有的變電站都以聯(lián)絡(luò)線的方式兩兩相連為止。

        第四步:當(dāng)一個(gè)蟻群搜索完畢,進(jìn)行信息素的修改。

        第五步:重復(fù)步驟三和四直到最優(yōu)結(jié)果輸出。

        4.算例分析

        以IEEE的經(jīng)典算例進(jìn)行分析,原始圖如圖1所示

        分析結(jié)果如下表所示。

        圖1 聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化規(guī)劃的原始網(wǎng)絡(luò)圖

        從以上的圖表結(jié)果看出,單獨(dú)一經(jīng)濟(jì)或者是可靠的要求作為目標(biāo)規(guī)劃的時(shí)候,只能滿足使得其中的一個(gè)目標(biāo)函數(shù)最小化,公共滿意度都沒(méi)有達(dá)到最高,只有以經(jīng)濟(jì)和可靠要求的公共滿意度為目標(biāo)時(shí),才能綜合協(xié)調(diào)兩者之間的對(duì)立關(guān)系,從中找到一個(gè)公共滿意度最高的平衡點(diǎn)。

        結(jié)語(yǔ)

        單獨(dú)以系統(tǒng)投資費(fèi)用為目標(biāo)或者單獨(dú)以缺電損失為目標(biāo)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)線的優(yōu)化規(guī)劃,都不能達(dá)到一個(gè)綜合最優(yōu)的結(jié)果,不能協(xié)調(diào)兩種要求之間的對(duì)立關(guān)系。但是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性要求和可靠性要求的公共滿意最優(yōu)的多目標(biāo)規(guī)劃,綜合協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間的相互對(duì)立關(guān)系調(diào),使得兩者的滿意度達(dá)到最高,最終得到最優(yōu)的聯(lián)絡(luò)線規(guī)劃方案。

        表1 優(yōu)化目標(biāo)不同時(shí)的聯(lián)絡(luò)線最優(yōu)結(jié)果表

        [1]包海龍.基于混合遺傳-模擬退火算法的多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃[D].上海:上海交通大學(xué),2000.

        [2]于會(huì)萍,劉繼東,程浩忠,等.一種綜合協(xié)調(diào)電網(wǎng)規(guī)劃中經(jīng)濟(jì)性和可靠性矛盾的新方法[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2001,21(02):5-7.

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