基于改进遗传算法的配电网优化规划.pdf

《基于改进遗传算法的配电网优化规划.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第22卷第5期电力自动化设备Voi.22No.52002年5月EiectricPowerAutomationEguipmentMay.2002$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$基于改进遗传算法的配电网优化规划王金凤1，杨丽徙1，臧睿1，陈根永1，孙明艳2（1.郑州大学电气工程学院，河南郑州450002；2.原阳县电业局，河南原阳453500）摘要：在遗传算法的基础上，引入改进机制，对配电网网架规划进行求解。优化模型中考虑线路投资的时间价值，以年费

2、用最小为目标，以线路传输容量、电压降、配电网的辐射性等为约束条件；以备选网络的生成树作为初始解，避免了随机产生初始可行解时速度较慢的弊端；借鉴支路交换的思想设计杂交算子和变异算子，避免了辐射性检查过程，使算法的寻优能力大为增强。算例结果表明：在精度相同的情况下，该方法的计算速度比普通遗传算法有较大提高。关键词：配电网网架规划；支路交换法；改进遗传算法中图分类号：TM715文献标识码：A文章编号：1006-604（72002）05-0064-03minF=K1!liaiXi+K2!liai+0引言i"Di"D12P22配电网网架优化涉及到

3、馈线段建设时间、建设Klri+0i（2）3!iiU2i"DN地点和线径等的最优选择，以满足负荷增长的需求，3式中第一项为新建线路的投资和折旧、维护费用；同时服从馈线容量、电压降落、网络结构、可靠性等第二项为已存在线路的折旧、维护费用；第三项约束。因此，网架优化是一个大规模的组合优化问题。为所有线路的运行费用；li为线路长度；ai为常规的数学优化方法（除少数线性规划模型外）单位长度的投资；ri为导线单位长度电阻；Pi，很难在合理时间内得到问题的最优解［1］。现代启发0i为线路上流过的有功和无功功率；UN为线式方法（模拟退火算法SA、遗传算

4、法GA，Tabu搜索路额定电压；Xi为0!1变量（Xi=1表示建设该TS等）的应用为网架优化提供了新的思路。线路，Xi=0表示不建该线路）；K1，K2，K3为常遗传算法不是对函数和它们的控制变量直接操数；D1，D2，D3为新建、已建、总线路集。作，所以不受函数约束条件（如连续性、倒数存在、单1.2约束条件极值等）的限制，能以较大的概率找到全局最优解，在分析过程中，采用改进遗传算法进行优化求基于自身特殊的编码方式，遗传算法在配电网网架解，对于新建线路计及投资和运行费用，对于已存在优化方面是十分有效的。由于常规遗传算法随机产线路仅计及运行费

5、用，以线路传输容量、电压降、负生的初始解只有<0.1%的机会是可行的［2］，本文对荷需求及配电网的辐射性等为约束条件。其约束条此做了改进。件为1网架优化模型!.辐射网结构。".电压降落限制，"Umin#"Ui#"Umax。1.1目标函数#.负荷要求，!P=D在本文中，优化模型中计及资金的时间价值，按式中!为节点关联弧矩阵，P为网络潮流，D为等额分付资本回收计算，以年费用最小为目标函负荷需求。数［3］。其目标函数为nn-1$.线路潮流限制，Pi#Pi，max（i1+i）CIminF=（1+i）n[Z+!（1+i）I]（1）式中Pi为支路潮

6、流，Pi，max为满足某种条件的支-1I=0路最大允许容量。式中Z为方案的线路建设投资费用，CI为方案第I年的运行费用。2编码策略及初始解的产生当以水平年为目标时，设电气设备的使用寿命采用常规二进制编码策略，将新建可行线路的n为25a，贴现率i为0.1，并假定使用年限内运行费用相等，则式（1）细化为投运与否作为优化变量（投运为1，否则为0）。利用图论的知识随机产生备选网络的生成树，作为遗传收稿日期：2001-08-18；修回日期：2001-11-09算法的初始解，避免了采用常规遗传算法随机产生第5期王金凤，等：基于改进遗传算法的配电网优

7、化规划###############################################################初始解时，只有<0.1%的机会是可行初始解的不4遗传算子的设计足。由生成树的概念可知，生成树所对应的网络必为辐射网，辐射形网架的约束条件可自然满足。4.1选择生成树的算法［4］如下：应用竞争法则，每次按一定概率从群体中选出属于一个连通图的顶点的集合称为桶。m个个体，作为双亲用于繁殖后代，产生新的个体初始状态，所有各条线路都未标记，定义的若干加入下一代群体中，体现自然界优胜劣汰的思想。个桶也都是空的。4.2杂

8、交第一步任意选择一条线路，将它的两个端点放采用单点杂交，即随机地在两个父染色体上选入同一空桶内，并标记该线路。择一个杂交点，仅交换该点对应基因。因为原有父第二步任意选择一条未标记的线路（如果没有代染色体均对