考虑可靠性指标的配电网规划算法的研究

摘要

对配电网的网架结构进行科学有效的规划可以节约投资、减少停电、降低网损、提高供电质量，是当前电力部门的一项重要任务。配电网络结构优化问题是指在满足对用户供电和网络运行约束的前提下，寻求一组最优决策变量使目标函数最小。由于配电网络具有多约束、非线性和离散性的特点，因此配网规划是一个复杂的组合优化问题。用传统的优化方法求解配电网络规划问题时，往往只是求得局部最优解。近年来，由于现代启发式智能方法具有全局寻优以及通用性强的特点，用来求解此类问题取得了较好的效果。
　　本文在考虑可靠性价值的基础上，对配电网网架优化问题进行深入的研究，主要内容如下：
　　首先，深入研究和分析了配电网规划的特点，给出了城市电网的主要设施和网络接线方式，详细介绍了配电网规划的目标函数和约束条件。对于配电网的潮流计算，考虑到中压配电网网络结构的特殊性以及线路R/X比值大的特点，论文采用了前推回代潮流算法，该算法无需进行矩阵运算，计算效率高。
　　其次，深入研究和分析了蚁群优化算法的背景、原理、模型及流程，针对该算法初期信息素匮乏，易出现过早收敛于非全局最优解及计算时间过长的缺点，给出了两种改进蚁群算法，一是将最大—最小蚂蚁系统引入到蚁群算法中，对蚁群算法的信息素进行限制，从而有效地防止过早的陷入局部最优解；二是将蚁群算法和遗传算法有机地结合起来，得到混合蚁群遗传算法，提高了算法的收敛精度和全局寻优能力。
　　针对中压配电网规划的特点，给出了适用于配电网规划的混合蚁群遗传算法的数学模型。并对算例进行了仿真计算，仿真结果验证了混合蚁群遗传算法应用于配电网规划问题的可行性和有效性。
　　最后，以配电网可靠性评估理论为基础，设计基于交流潮流的中压配电网可靠性评估程序。对于可靠性评估程序，采用基于节点故障类型分类的可靠性评估算法，该算法不必对网络进行化简，具有计算精度高的特点。在考虑可靠性指标的基础上，对配电网进行网架规划仿真。仿真结果验证了在配电网规划问题中考虑可靠性价值的必要性。

目录

考虑可靠性指标的配电网规划算法的研究

THE STUDY OF DISTRIBUTION SYSTEM PLANNING AND ITS ALGORITHM CONSIDERRING RELIABILITY WORTH

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 配电网规划的目的和意义

1.1.2 当前配电网存在的问题

1.2 配电网网架规划

1.2.1 配电网网架规划的主要特点

1.2.2 配电网规划的主要技术指标

1.3 国内外配电网网架规划的研究现状

1.4 本文的主要工作

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

第2章 城市配电网规划

2.1 引言

2.2 城市电网主要设施

2.2.1 变电所

2.2.2 架空线路

2.2.3 电缆线路

2.3 城市电网网络接线形式

2.4 配电网规划的目标函数

2.5 优化的约束条件

2.6 配电系统交流潮流算法

2.7 本章小结

第3章 基于混合蚁群遗传算法的配电网规划

3.1 引言

3.2 蚁群算法基本原理

3.2.1 蚁群行为描述

3.2.2 基本蚁群算法的机制原理

3.2.3 蚁群算法基本流程

3.3 蚁群算法的优缺点

3.4 最大-最小蚂蚁系统

3.5 混合蚁群遗传算法

3.5.1 遗传算法基本原理

3.5.2 混合蚁群遗传算法的基本思想

3.5.3 ACAGA中遗传算法的定义与设置

3.5.4 ACAGA中蚁群算法的改进与衔接

3.6 基于混合蚁群遗传算法的配电网规划

3.6.1 配电网网架优化规划解的表示

3.6.2 在配电网优化规划中蚂蚁的搜索策略

3.6.3 基于蚁群遗传算法进行配电网规划

3.6.4 算例分析

3.7 本章小结

第4章 考虑可靠性指标的配电网网架规划

4.1 引言

4.2 可靠性计算的基本公式

4.3 基于交流潮流的配电系统可靠性评估算法

4.4 考虑可靠性成本的配电网优化指标

4.4.1 可靠性成本效益分析的基本概念

4.4.2 影响停电损失的因素

4.4.3 考虑停电损失的优化指标

4.5 算例分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢