配电网重构的逐级开关状态互换法

配电网重构是一个多目标、多约束、离散的非线性组合优化问题.根据配电网的特点,结合开关交换原理和网络构建算法,提出了开关状态互换的概念,并对其实现优化的原理进行了详细分析,表明可以收敛到最优解.利用启发信息简化寻优途径,在求解过程中运用禁忌思想,避免不必要的重复计算,大大加快收敛速度.将配电网供电恢复和优化重构统一考虑,并考虑了电容器的投切,为运行人员提供满足系统电压、容量和拓扑约束的配电网运行结构和开关操作列表,构建了配电网的优化运行方式.算例表明该算法是有效的.     

基于改进教与学优化算法的配电网重构

正常运行工况下的配电网重构能降低配电网损耗。近年来新兴的教与学算法具有自有参数少、简单易懂、收敛迅速等优点,十分适合多目标、多约束的配电网重构优化问题求解。以网损最小和开关操作次数为目标,并考虑运行经济成本,将教与学算法引入到配电网优化重构中,对基本教与学算法中的教学因子进行了自适应改进,给出了算法的编码策略、迭代过程中“学生”信息的修改原则。PG&E 69节点系统以及一个实际城区配电网的优化重构仿真结果表明所提改进算法的有效性。     

考虑最大供电能力指标约束的配电网降损重构

提出了考虑最大供电能力约束的配电网优化降损重构方法。首先构建配电网最大供电能力评估指标,并通过变步长的重复潮流算法对配电网不同运行方式下的最大供电能力指标进行评估;同时基于多场景法计及配电网不同负荷方式的变化,进而构建可综合考虑最大供电能力指标约束的配电网降损重构模型,并采用二进制粒子群优化算法进行求解。算例验证表明,该方法在实现配电网降损的同时,可维持系统需求的供电能力裕度,有效保障复杂不确定性环境下配电网的供电可靠性。     

含分布式电源的配电网多目标优化重构研究

针对分布式电源的不断接入,使得配电网的负载需求越来越复杂,三相不平衡问题越来越突出。文中提出了一种考虑多时段负荷变化和开关操作次数等问题,以减少变压器出口侧三相电流的总体不平衡度和最小化开关操作次数为目标构建优化模型,采用改进的微分进化算法用于提高收敛速度,避免优化过程早熟。并通过算例验证了改进算法的有效性和准确性。结果表明,该算法实现了深度优化,能有效地解决多目标动态重构问题。该研究为我国分布式电源接入配电网的多目标重构提供了参考和借鉴。     

考虑分布式电源出力调整的多目标配电网重构

配电网重构可以提高配电网运行的经济性和安全性,而分布式电源(Distributed Generator,DG)加入配电网直接影响潮流分布,对配电网重构将产生较大影响。考虑到DG对配电网重构的影响,以开关状态、DG出力为优化变量,建立了以网络损耗、负荷均衡化率最小为目标函数的多目标优化模型。将生成树、蚁群算法和遗传算法相结合,提出了求解上述模型的多目标混合优化方法,以实现配电网结构和DG出力的协同优化。该方法利用基于生成树原理的蚁群算法对配电网结构进行优化,保证蚂蚁路径满足网络拓扑约束,有效提高了可行解的数量;采用Pareto最优遗传算法对分布式电源出力进行优化,可获得满足多目标需求的若干优化方案。仿真结果表明所提出方法能够实现DG出力和网络重构的综合优化和多目标优化。     

配电网络重构的算法研究

配电网络重构是降低网损、提高电网运行经济性和供电可靠性的主要途径之一。在满足各种运行约束条件下,以网损最小或可靠性最高为目标的配电网重构问题是一个典型的非线性整数组合优化问题,配电网重构是配电系统优化运行的主要措施之一,也是配电管理系统(DMS)中的一项主要功能。针对不同配电网的实际水平,提出一种新的、实用的重构算法,该算法结合了改进支路交换算法和递归虚拟流理论的思想,同时还考虑了配电网重构的实际操作中各种约束因素,如配电网自动化水平、最大开关操作次数等。由此算法开发的配电网重构分析程序采用面向对象的编程技术编写,通过对典型的几个算例进行分析,验证了该算法的有效实用性,可以用于实际配电网重构。     

采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构

为更好地处理配电网动态重构中重构时刻、开关操作费用、降损效果之间的平衡问题,提出了采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构方法。首先利用功率矩法进行重构时段动态划分,该划分方法可控制最大重构次数;然后利用免疫算法进行分层优化,第1层优化用以网损最小为目标,采用传统静态重构优化方法确定各时段内不考虑开关动作次数限制及操作费用的开关动作方案,并将该开关动作方案作为第2层优化的搜索空间,且第2层优化中加入了开关动作次数限制及操作费用约束,根据方案运行费用最低原则确定最优重构方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

考虑多类开关动作特性差异的配电网两阶段协同负荷恢复模型

基于灾后配电网恢复流程,提出一种考虑多类开关动作特性差异的配电网两阶段协同负荷恢复模型。首先,分析多类开关协同动作过程并构建考虑故障隔离阶段和服务恢复阶段协同的基本恢复框架;其次,基于此框架建立计及停电孤岛的新型重构约束、开关动作约束、故障隔离约束、配电网运行约束;然后,以两阶段切负荷成本最小为目标函数建立恢复模型,并将其转化为混合整数线性模型;最后,利用改进的IEEE 33节点系统验证所提模型的可行性,结果表明所提模型的实用性更强,且可以有效提高配电网负荷恢复能力。     

基于随机森林算法的综合能源配电网电能质量评估方法与网架优化模型

文中针对综合能源配电网存在的电能质量问题考虑采用网架优化措施进行优化。对计及电压偏差、谐波电压、电压波动、三相不平衡度四个指标采用层次分析法建立综合能源配电网电能质量评估体系,其中基于模糊层次分析法确定评估体系各指标的主观权重,以综合能源配电网网架优化方案为控制变量,考虑到系统中多种能源形式的互补运行,以配电网电能质量评估指标最大化为目标函数,计及配电网网络拓扑约束,节点电压约束,网络辐射状约束等必要约束条件建立配电网网架重构优化模型。针对随机森林算法分析其运行原理,并基于随机森林算法对所建立的模型设计模型求解流程,进行仿真算法分析,说明所建立的模型能够改进配网电能质量,验证了模型的正确性和有效性。     

考虑网络结构优化的含风电配电网多目标重构

为了提高配电网的供电可靠性,从网络自然连通性角度,引入网络抗毁性指标作为配电网重构的一个新目标函数。同时考虑风电出力的随机性与间歇性,根据风速区间及风速概率密度函数构建多个风电出力随机变量,以及对应概率。在此基础上,以开关状态为优化变量、风电出力为随机变量以及在置信水平下的网络损耗最小为另一个目标函数建立了基于机会约束规划的含风电的配电网多目标重构模型。应用改进蚁群算法,结合生成树策略保证蚂蚁路径满足网络辐射状网络拓扑约束,求解所建配网重构模型,并利用Pareto寻优得到最优解集。IEEE33节点和PGE69节点系统算例仿真结果验证了该模型和算法的有效性。     

最小化运行费用的时变重构全局优化算法

该文提出了一种以运行费用最小为目标的时变重构全局优化算法。将时变重构问题分解为多个静态重构子问题，使用核心模式遗传最短路算法(CSGSA)分别求解每个子问题，得出候选放射状网络结构，并使用动态规划，根据各子问题的结果求解全局最优的时变重构策略。算法还对开关操作次数约束进行了处理，使之不影响动态规划的全局最优性。所提算法是配电网络实时调度，规划和离线分析的有效工具。     

Reconfiguration of distribution network for loss reduction and reliability improvement based on an enhanced genetic algorithm

Electrical distribution network reconfiguration is a complex combinatorial optimization process aimed at finding a radial operating structure that minimizes the system power loss or/and maximizes the system reliability while satisfying operating constraints. In this paper, a distribution network reconfiguration method is presented for both the indices of power loss reduction and reliability improvement. The enhanced genetic optimization algorithm is used to handle the reconfiguration problem so as to determine the switch operation schemes. Based on the information of a single loop caused by closing a normally open switch, we improve the algorithm on crossover and mutation operations of original Genetic Algorithms. The effectiveness of the proposed method is demonstrated on 33-bus, 69-bus, and 136-bus radial distribution systems.     

基于改进量子进化算法的配电网重构

提出了一种新的改进量子进化算法解决配电网重构问题。算法对量子更新策略进行改进以减少量子搜索的盲目性,引导量子更好更快地找到最优解。配电网重构是一个多目标非线性组合优化问题,二进制的编码方式特别适合采用改进量子进化算法求解。IEEE 16节点标准算例计算结果表明,本文所提出的改进量子进化算法在配电网重构应用中正确有效。     

基于渔夫捕鱼优化算法的配电网络重构

针对正常运行条件下配电网络重构问题,提出一种基于模拟渔夫捕鱼寻优算法(SFOA)的配电网络重构算法。以有功网络损耗最小为目标函数,建立配电网络重构的数学模型,并采用易于编码实现、寻优能力较强的渔夫捕鱼算法对重构模型进行求解。根据配电网络的特点,应用一种基于网孔开关的编码策略,在不背离算法本身搜索方法前提下,简化移动搜索和收缩搜索,以实现对解空间的全局搜寻。最后利用Visual C++对IEEE-33节点算例进行重构,结果表明,提出的方法是有效可行的。     

基于改进二进制粒子群优化算法的负荷均衡化配电网重构

提出了基于改进的二进制粒子群优化算法、以均衡负荷为目标的配电网重构方法。将配电网重构问题表示为以负荷均衡指标最小为目标函数的非线性优化问题,针对配电网开环运行的结构特点对配电网拓扑结构模型进行了简化,并对二进制粒子群优化算法加以改进,以保证配电网的辐射状结构,同时大大减少迭代次数。算例分析结果表明,该方法能够有效解决负荷均衡化的配电网重构问题,计算速度快,收敛性好。     

配电网络重构的研究

总结了求解配电网重构的各种方法。指出由于组合数学的特性,数学优化理论不适用于配电网重构;基于模拟退火方法的配电网重构算法可以获得全局最优解,但存在算法依赖参数和计算量大的缺点;基于人工神经网络的算法,其精度取决于样本,获得完整样本困难,而且训练样本的时间较长;遗传算法的很多特点适于求解配电网重构的问题,如果能结合配电网重构的特点对算法收敛性进一步研究,提高其速度,则将在配电网重构中得到更好的应用;模糊数学和专家系统必须依赖于其他技术的发展;最优流模式和基于开关交换的算法不能保证得到全局最优解,但与启发式规则结合后,可以较快地得到满意的结果,是目前解决配电网重构的有效算法。     

蚁群算法在配电网重构的应用

配电网络重构是一个非常复杂的大规模组合优化问题。蚁群算法作为一种现代启发式寻优技术,适合于求解组合优化问题,其主要特点是正反馈、分布式计算、易与其它算法结合以及富于建设性贪婪启发式搜索。对配电网络从图论拓扑结构上进行分析,将配网重构问题转化为求图的生成树问题,并以破圈法为基础得到快速而有效地求解图的生成树的方法。在应用蚁群算法求解配网重构问题时,通过首支路选择随机化和取消蚁群算法常用的启发值的方法,扩大算法搜索范围,使算法可以跳出局部最优化陷阱,改善算法的搜索效果。对IEEE 69网络的算例表明,该方法能以较少的计算量和较大的概率收敛于全局最优解。     

计及过程安全性的配电网重构开关顺序优化

配电网重构过程应采用合理、可靠的开关操作顺序以避免对配电网的稳定运行产生冲击。采用改进的二进制粒子群算法求取配电网重构解集,对迭代过程中的无效粒子进行随机性的坐标修正,提升搜索效率;提出配电网重构实施过程合环、解环应满足的安全性约束,并应用戴维南等效模型计算合环冲击电流;提出用于求解计及过程安全性的配电网重构开关顺序的递归算法,搜索过程遵循贪心策略;针对递归过程中的无效中间解,以二进制编码方式记录,避免重复计算。IEEE 33节点系统、PGE 69节点系统算例结果验证了所提方法的有效性。     

改进自适应遗传算法在网络重构中的应用

研究了大停电事故后输电系统的重构优化问题,提出一种求解最优目标网的改进自适应遗传算法。将网络重构问题表示为以恢复负荷总量最高为目的的非线性优化问题,在求解目标网时考虑了负荷的重要性、网络连通性、电网所需满足的各种安全和运行约束等问题。采用改进的自适应遗传算法对问题进行求解,通过适应值函数的计算得到了系统允许条件下的最大允许恢复负荷量。该算法在求解电网重构问题时,编码容易且能方便地处理网络连通问题,求解效率高,用IEEE30节点算例验证了本文方法的有效性。