基于最小生成树算法的配电网架优化规划

摘要

深入研究了基于最小生成树算法的配电网架规划、扩展规划、不确定性规划和多阶段动态规划以及各种规划方法的评价和比较，所做的工作主要包括： 提出了一种改进最小生成树算法：将负荷点当作顶点，将可能架设线路的走廊当作边，将线路的建设费用和运行费用之和作为各条边的权，在采用基本最小生成树算法获得初步规划方案的基础上，采取动态调整各条边的权值并反复迭代的方法，获得总费用最小的优化规划结果。在规划过程中妥善处理了道路交叉点的问题，并将该方法推广到多供电途径的网格状配电网架规划中。在此基础上，提出了一种配电网络扩展规划方法，并将最大投资额度作为约束条件，并考虑了拆除线路的残值和拆除费用。 提出一种基于蒙特卡罗分析的配电网扩展规划方法比较算法，在给定的网格状规划区域上，随机产生电源点、负荷点、交叉点和其他参数信息，采用方差比校验、均值校验和区间估计方法处理各种规划方法所得的结果，提出了对各种方法的优劣、等效和等价进行评价的方法。对基本最小生成树算法、改进最小生成树算法及其进一步改进措施、支路交换法和遗传算法等规划方法比较的结果验证了改进最小生成树算法具有最好的综合性能，得出了对改进最小生成树算法进一步简化处理的可行途径。 提出了基于改进最小生成树算法并考虑负荷不确定性的配电网架规划方法，将不确定性负荷分为单条件负荷和多条件负荷两类，对于单条件负荷的情形，采用电流的二阶原点矩确定各条边的权，在此基础上利用改进最小生成树算法，获得最优规划方案。对于存在多条件负荷的情形，将各个多条件负荷的各种可能性进行组合构成场景，分别采用单条件负荷规划方法获得初步网架和初始费用，并分别计算其在各个场景下的补偿费用，选取初始费用与补偿费用之和的数学期望最小的方案为最优规划方案。此外，还探讨了基于风险度评价的配电网灵活规划方法。 提出了一种基于改进最小生成树算法的多阶段不确定性规划方法。以多阶段供电总成本现值最小为各场景目标，根据规划结果的收敛性，动态调整各个阶段保留的考察网架个数，各阶段间采用扩展规划算法进行计算。最后以各场景总费用的数学期望最小的方案作为最佳规划结果。利用多阶段规划中各个条件负荷的自相关性和互相关性，滤除大量不可能组合，有效减少了场景个数，提高了规划计算效率。 提出了一种基于压缩编码的改进遗传算法的配电网分段开关和联络开关的数量和安放位置的优化规划方法，根据建设费用确定拟增建开关的数量范围，然后以供电可靠性最高为目标函数，分别获得各种待选方案，将供电可靠性满足要求且开关数量最少的方案作为最优方案。 针对本文提出的配电网网架规划的各种方法，编制了相应的算法程序，并在大量算例上进行了测试和分析，结果验证了提出方法的可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

独创性申明及保护知识产权申明

1绪论

1.1配电网规划研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

2基于改进最小生成树算法的配电网架规划

2.1改进最小生成树算法

2.2配电网扩展规划

2.3小结

3基于蒙特卡罗分析的配电网架规划方法比较

3.1引言

3.2基本原理

3.3几种典型规划方法的比较

3.4小结

4不确定性的配电网架规划

4.1考虑负荷不确定性的配电网架规划

4.2基于风险度评价的配电网架灵活规划

4.3小结

5配电网多阶段动态规划

5.1配电网多阶段规划模型

5.2多阶段规划不确定性负荷模型

5.3基于改进最小生成树算法的多阶段规划

5.4小结

6配电网分段和联络开关的优化规划

6.1引言

6.2基本原理

6.3配电网供电可靠性评估

6.4分段和联络开关位置优化

6.5算例与分析

6.6小结

7结论与展望

7.1结论及创新点

7.2展望

致谢

参考文献

附录1文献[73]中规划算例

附录2西北某城市配电网规划算例

附录3陕西某城市配电网规划算例

附录4 Dijkstral算法

在校学习期间发表的论文