模拟退火算法在输电网络扩展规划中的应用.pdf

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1、第22卷第2期电力系统及其自动化学报V0L22No．22010年4月ProceedingsoftheCSU—EPSAApr．2010模拟退火算法在输电网络扩展规划中的应用刘学智，袁荣湘，刘涤尘(武汉大学电气工程学院，武汉430072)摘要：输电网络扩展规划是一个非线性组合优化问题，文中用模拟退火算法有效地解决了该问题。首先用直流潮流模型建立该问题的非线性整数规划模型，然后用模拟退火算法求解该模型的最优解，并对具体实施步骤作了多处优化改进。最后，通过分别对Garver6节点和IEEE24节点两个算例的测试，并与

2、Lingo软件得出的计算结果做比较，表明改进的模拟退火算法能更快搜索到较优可行解。关键词：输电网络；扩展规划；模拟退火；直流潮流；非线性整数规划中图分类号：TM715文献标志码：A文章编号：1003—8930(2010)02一O011—04ApplicationofSimulatedAnnealingAlgorithmonTransmissionNetworkExpansionPlanningLIURue—zhi，YUANRong～xiang，LIUDi—chen(SchoolofElectricalEngi

3、neering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China)Abstract：Transmissionnetworkexpansionplanningisacomplexnonlinearcombinatorialoptimizationprob—lem．Itiseffectivelysolvedbysimulatedannealingalgorithm．Firstly，amixedintegernonlinearprogrammingmodelofthisproblemisformu

4、latedusingdirectcurrent(dc)powerflowmode1．Then，thesimulatedannea—lingapproachaimingatthisproblemisproposed，andthedetailedprocesshasbeenoptimizedandimproved．Atlast，throughthetestsofGarver6-busandIEEE24一bussystems，andthecomparisonwiththosesolutionsfoundusingL

5、INGOsoftware，theproposedapproachisprovedtOrequirelesstimetOobtainlocaloptimalfea—siblesolutions．Keywords：transmissionnetwork；expansionplanning；simulatedannealing；directcurrentpowerflow；non—Iinearintegerprogramming输电网络规划是电力规划的重要组成部分，算法口等；文献[12]则结合了数学优化和启发式其任

6、务是根据规划期间的电源和负荷增长情况，在优化方法。文献[】3]研究测试了三种启发式优化现有电网的基础上合理选择待建线路，在保证安全方法：模拟退火法，遗传算法和Tabu搜索法，比较运行要求的前提下优化经济性l_】]。了它们的主要性能，提出了一种基于Tabu搜索并输电网络规划是一个带有等式约束和不等式集成了模拟退火和遗传算法的混合方法，并验证了约束的非线性离散组合优化问题，文献Es]给出了该方法的优越性。输电网络规划四种不同的主要测试数据和四种不本文用模拟退火算法有效地解决了输电网络同的数学模型，回顾了各种不同的

7、求解方法，主要扩展规划问题，花费很短的计算时间求出了能满足分为数学优化和启发式优化两类。数学优化方法是实际可行的解。本文方法简化了文献[7]中模拟退用数学模型描述输电网络规划问题，有线性规划火方法产生新解的方式，将产生新解的扰动策略由法]，Benders分解法_6等；启发式优化方法有模加线、减线和交换减少为加线和减线两种，从而减拟退火法]，遗传算法_8]，Tabu搜索法l1，蚁群少了代码量。文中对模拟退火的具体实施步骤作了收稿日期：2009—03—30；修回日期：200905—28基金项目：国家自然科学基金资

8、助项目(50677046)·12·电力系统及其自动化学报第22卷改进优化，如无需初始可行解，用增量计算目标函bI一l≤P(9)数，对规模比较大的问题采用稀疏矩阵存储方法，上述数学模型中：式(3)为目标函数；式(4)节通过增加存储环节将接受恶化解时的当前最优解点功率平衡方程；式(5)为直流潮流方程；式(4)和保存下来，并与Lingo软件的计算结果做了比较。(5)是潮流分别必须满足的约束条件；式(6)是