配电网重构的一种混合算法研究

摘要

配电网是电力系统的重要组成部分，是保障用户用电质量的重要一环。随着经济的发展，配电网自动化变得越为重要，而配电网重构是配电网自动化的一个有效手段，其通过改变配电网络的拓扑结构来提高供电的可靠性和电能质量，降低网络损耗，对社会经济效益的提高具有重大意义。网络重构是一个多目标非线性组合优化问题，现在的研究重点主要是利用智能优化算法进行重构的寻优。本文以降低网络损耗为重构目标，提出了一种混合算法，该算法能够对配电网重构进行有效的寻优。 首先，分析配电网络拓扑，改进传统前推回代潮流计算法。在分析配电网络拓扑时，通过节点“度”的大小来判断网络是否连通以及是否呈辐射状，这个判断在后续算法迭代过程中可去除无效解，使算法的计算效率得到提高。在传统的前推回代潮流计算方法基础上，对树状型的配电网进行分层，以同层节点并行进行前推回代潮流计算，为智能优化算法提供寻优基础。 其次，在对两种智能优化算法进行介绍的基础上，提出了一种混合智能算法。对智能优化算法进行分析可知：粒子群优化算法能够使配电网重构在寻优过程中快速收敛到最优解，但当种群粒子没有一个在全局最优点附近时，该过程有可能陷入局部最优解；模拟退火算法能够逃离局部最优解，理论上可以找到全局最优解，但不是并行运行的算法，所以有时候会导致运算时间过长。基于这两种算法的局限性，本文提出了一种基于粒子群优化算法和模拟退火算法的混合智能算法。该算法的基本思想是：在粒子群优化算法对粒子进行速度和位置更新后计算各粒子的适应值，以轮盘赌的方式依概率选择粒子，再对该粒子进行退火操作，两种算法交替进行能够达到寻优的目的。 最后，对混合智能算法在配电网重构中的应用进行理论分析，并用算例进行了实证研究。将混合算法应用到配电网重构中，由于基本粒子群优化算法无法直接解决离散问题，所以需要先对粒子群优化算法部分进行适合配电网重构的离散化处理。为丰富运行方式的多样性，采用随机选取开关的方法进行初始化开环。以 IEEE33 节点和PG&E69 节点系统作为算例进行仿真计算，结果证明该算法能够有效、稳定地解决配电网重构寻优问题。

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