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基于蚁群算法的多目标配电网联络线规划

2013-11-16解大琴马东玲

中国新技术新产品 2013年20期
关键词:联络线经济性配电网

解大琴 马东玲

(上海工程技术大学高职学院,上海 200437)

1 概述

配电网联络线规划的目标既有经济性的考虑,也有可靠性的要求,因而本文将模糊多目标规划应用于配电网联络线规划中,在算法上以经济性和可靠性的协调为目标,应用一种模糊的方法来综合两者的关系,最终最大化系统的经济性和可靠性指标的公共满意度,协调好两者之间的矛盾。

2 联络线优化模型

联络线优化配置方案设计的目标是合理定位环网中联络线,在满足用户及系统供电可靠性要求的前提下,最小化供电部门和用户的停电损失。因此,通过联络线的增建可以调节经济性和可靠性两方面的要求,最大化两者的公共满意度,得到最佳的优化结果。目标函数包括两个方面的内容:

(1)经济方面:包括联络线和开关的投资和运行维护费用和网损两个方面的内容,计算公式如下:

这里的S是指架设联络开关的线路,代表需要架设联络线的线路;它是n维决策矢量,代表联络线关优化问题的解;si是S中的元素,当待选线路i被选中架设联络线时否则

(2)可靠性指标:指的是停电损失费用,可表示为:

式中Rb指的是停电损失。

最后将模糊多目标规划原理应用到该联络线优化模型中,则:

3 联络线优化规划

联络线优化中关键的问题是在满足N-1安全准则的前提下,在树型网络的基础上,变电站中任一条中压配电线路发生故障不能正常运行时,那么除故障段外仍能保持向用户继续供电,每个变电站都是相邻站的备用,每条出线都有承担联络的可能,结合地理信息优化出总投资费用最小的规划方案。

本文进行联络线的优化时选取的是蚁群算法,蚁群在一次游历过程中确定联络线使用情况,具体步骤如下:

第一步:先确定哪两个站点为相邻站。在进行优化计算之前,规划人员首先要确定哪些变电站为相邻变电站,并以数据或者表格的形式给出分析结果。所以本文规划的前提条件是变电站的相邻站点都是已知的;

第二步:确定变电站两两之间联络线的可行集合。分析计算得出集合中每条可行性联络线的开关费用和线路费用之和。

第三步:蚁群利用轮盘赌的概率随机的在可行性联络线集合中选择一条作为可行联络线,直到所有的变电站都以联络线的方式两两相连为止。

第四步:当一个蚁群搜索完毕,进行信息素的修改。

第五步:重复步骤三和四直到最优结果输出。

4.算例分析

以IEEE的经典算例进行分析,原始图如图1所示

分析结果如下表所示。

图1 联络线优化规划的原始网络图

从以上的图表结果看出,单独一经济或者是可靠的要求作为目标规划的时候,只能满足使得其中的一个目标函数最小化,公共满意度都没有达到最高,只有以经济和可靠要求的公共满意度为目标时,才能综合协调两者之间的对立关系,从中找到一个公共满意度最高的平衡点。

结语

单独以系统投资费用为目标或者单独以缺电损失为目标进行联络线的优化规划,都不能达到一个综合最优的结果,不能协调两种要求之间的对立关系。但是进行经济性要求和可靠性要求的公共满意最优的多目标规划,综合协调经济性和可靠性之间的相互对立关系调,使得两者的满意度达到最高,最终得到最优的联络线规划方案。

表1 优化目标不同时的联络线最优结果表

[1]包海龙.基于混合遗传-模拟退火算法的多目标电网规划[D].上海:上海交通大学,2000.

[2]于会萍,刘继东,程浩忠,等.一种综合协调电网规划中经济性和可靠性矛盾的新方法[J].电力自动化设备,2001,21(02):5-7.

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