基于蚁群系统（ACS）的配电网重构

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第卷第23期继电器Vo1．34No．232(106年12月1日RELAYDee．1，200635基于蚁群系统(ACS)的配电网重构汪超，马红卫。，胡志坚，蔡勇军，陈丹，孙华伟(1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2西安电子科技大学，陕西西安710071；3．安徽电力铜陵供电公司，安徽铜陵244100)摘要：配电网络重构是一个非常复杂的大规模组合优化问题。提出了一种新颖的基于蚁群系统的算法来求解正常运行条件下的配电网络重构问题，以达到损失最小。蚁群系统算法

2、ACS(AntColonySystem)是一种新型通用内启发式算法。结合配电网的特点，应用蚁群算法来解决配电网重构问题，建立了相应的数学模型，并给出求解算法。研究了一个算例系统，并给出了计算结果。结论表明，提出的算法是可行、有效的。关键词：配电网络重构；损失最小；蚁群系统(ACS)中图分类号：TM715文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)23-0035-04通过一种遗留在其来往路径上的叫做信息素的挥发0引言性化学物质来进行通信和协调的。整个蚁群都是通配电网络是指二次降压变压器低压侧直接或降过这种

3、信息素进行相互协作，形成正反馈，使多个路压后向用户供电的网络，具有网络复杂、电压低、线径上的蚂蚁逐渐聚集到最短的那条路径上来的。这路长、网损大的特点。因为其末端直接与用户相联样，M．Dorigo等人于1991年首先提出了蚁群算法。系，配电网络的可靠性及其电能质量是电力系统的这是一种基于种群寻优的启发式搜索算法。1992窗口。配电网由于电压等级低，功率损耗较大，又是年，M．Dorigo在他的博士论文中进一步提出了蚂蚁电力系统降低损耗经济运行的挖潜大户，因此，研究系统As(AntSystem)。As所表现出来的群体智

4、能在配电系统中减少网络损失的方法是一项非常重要就很好地模拟了蚁群做事的流程性及柔性分工特征的工作。一般来说，在配电系统中减少线路损失有并用于电力、通讯、水利等多个领域。虽然这种算法五种方法⋯。正如文献[2]所分析，出于经济性和有很多优越的求解特征，但也存在了一些缺陷，可靠性方面的考虑，其中的网络重构可以利用网络如：需要较长的搜索时问，当问题的规模较大时也易中已有设备来减少线路损失，提高系统的安全性，因陷入局部最优解即产生过早收敛等问题。为了改善而被认为是一项重要的手段。蚂蚁系统的性能，对蚂蚁系统做了改进，本文提出

5、了配电网络多采用环状结构，开环运行，在配电线一种改进的蚁群算法——蚁群系统ACS(AntColony路上，通常沿馈线设有一定数量的长闭开关，馈线之System)来求解配电网络重构问题，以减少正常运行问则装有常开的联络开关。配电网重构就是在分析条件下的线路损失。现有网络的基础』二，通过改变线路开关的状态来变为了证明本文提出的算法的可行性和有效性，换网络结构，理论上总可以找到一个最优结构，配电我们研究了一个算例系统，并给出了相应的结果。网在这个最优结构下运行将可以降低网损，还可以算例分析表明，本文提出的算法是可行、有

6、效的。均衡负荷，消除过载，提高电压质量。1配电网络重构问题的数学描述目前为止，关于研究用网络重构的方法来减少线路损失已有大量文章面世，并相应提出了许多方法。一般来说，在配电系统中有两种类型的开关：连这些方法可以分成三类‘，其中人工智能方法(包括接开关和分段开关。如图1所示，虚线表示的支路专家系统的方法(Es)、模拟退火法(sA)、遗传算法l5，21和26上装有连接开关，而其余用实线表示的(GAS)、进化规划(EP)、人工神经网络(ANN)等)由支路装有分段开关。连接开关是常开开关，分段开于自身的优点在网络重构中应

7、用越来越多。关是常闭开关。当运行条件改变时，通过打开和闭意大利学者M．Dorigo等人在观察蚂蚁的觅食合这两种类型的开关来实现网络重构以减少线路损习性时发现，蚂蚁总能找到巢穴与食物源之间的最失。也就是说，其中一个连接开关被合上以转移负短距离。经研究发现，蚂蚁的这种群体协作功能是荷到不同的馈线上；同时，一个分段开关被打开以维维普资讯http://www.cqvip.com36继电器持配电网络的放射性结构。例如在图l中，当馈线映在如下几个方面：在蚂蚁选择节点的转移规则中Ⅱ上的负荷在正常运行条件下变为重负荷时，连接增强

8、了已知信息的影响因子；在信息痕迹的更新策开关15被合上以将母线Ⅱ上的负荷从馈线Ⅱ转移略上，区分出局部信息更新规则(蚂蚁搜索过程中到馈线I。同时，分段开关16被打开以维持该配电的每一次位置改变时，对支路信息量的更新)和全网络的放射性结构。局更新规则(所有蚂蚁完成一次搜索之后，对所有支路信息量的更新)；在全局更新规则中，只更新已获知的最短路径上的信息，从而体现蚁群的全局决策，