基于蚁群算法的输电网络扩展规划的研究及其应用

摘要

输电网络扩展规划是一个非常复杂的大规模非线性组合优化问题，合理的输电系统结构是电力系统安全、可靠、经济运行的物质基础。随着电网规模的日益扩大，输电系统的决策变量的维数迅速增大，规划问题也变得越来越复杂。传统的数学优化组合方法耗时长，效率低。蚁群算法是一种新兴的用于解决组合最优化问题的高效的内启发式搜索技术，具有较强的鲁棒性、优良的分布式计算机制、易于与其他方法结合的特点，目前已经在许多优化问题中得到了成功应用。 本文介绍了电网规划的研究现状，对现有的规划方法进行了总结。重点介绍了新兴优化算法--蚁群算法的原理和基本模型，并在其基础上针对蚁群算法容易陷入局部最优的缺点进行了改进，采用全局更新和局部更新相结合的信息素更新原则，并提出了改进的自适应蚁群算法，有效缓解了蚁群算法寻找全局最优和搜索效率之间的矛盾。 本文提出的输电网络规划模型综合考虑了建设费用和网损费用，并增加了正常运行方式过负荷和“N-1”过负荷惩罚的部分。用matlab编写了应用程序，对输电网络规划通用算例：IEEE6节点系统和IEEE18节点系统进行了计算，结果证明了改进蚁群算法应用在输电网络规划问题上相对于基本蚁群算法的优越性，并对某县110kV输电网络进行了规划计算，结果优于应用传统规划方法得出的推荐方案。

目录

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第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 电网规划研究现状

1.2.1 电网规划概述

1.2.2研究现状

1.3 本文的主要研究内容和章节安排

第2章蚁群算法

2.1 蚁群优化算法的原理及特点

2.2蚁群算法的基本模型和其在一些优化问题上的应用

2.2.1蚁群系统基本模型的建立

2.2.2蚁群算法在一些优化问题上的应用

2.3一些改进的蚁群优化算法

2.3.1 带精英策略的蚂蚁系统

2.3.2基于优化排序的蚂蚁系统

2.3.3最优最差蚂蚁系统

2.3.4最大最小蚂蚁系统

2.4改进的自适应蚁群算法

第3章输电网络规划的数学模型

3.1 电网模型

3.1.1单阶段输电网规划模型

3.1.2多目标电网规划模型

3.1.3多阶段电网规划模型

3.2潮流方程

3.2.1网流模型

3.2.2交流潮流模型

3.2.3直流潮流模型

第4章基于蚁群算法的输电网络规划

4.1输电网络规划目标函数

4.2规划流程

4.3 算例

4.3.1 算例一

4.3.2算例二

4.3.3算例三

第5章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况