基于VORONOI图的智能算法在变电站规划中的应用

摘要

电力能源是能源的一种重要形式，它具有便于传输、清洁可靠、使用形式多样等优点，在当今社会越来越受欢迎。电力能源的传输和利用离不开配电网的建设，其好坏直接影响电力能源使用的安全性和经济性。用电负荷预测、变电站建设、电网线路建设是配电网建设的三个环节，其中，变电站建设是基础，尤为关键。所以，为了能建设安全经济的配电网、进而科学利用电力能源，合理进行变电站规划很重要，本文主要研究运用智能算法进行变电站规划。
　　变电站规划是典型的有约束的P-中位问题，而且往往数据规模大、目标多、约束多，传统的优化算法追求精确最优解、处理数据规模有限、目标单一，不足以很好的解决该问题。现代智能算法寻求相对最优解，很适合解决大规模、非线性、多目标和多约束的问题，所以，很多学者将现代智能算法应用到变电站规划中。但是，以往的学者多是从坐标几何的角度、结合智能算法寻求问题的最优解，本文将Voronoi图融入智能算法，尝试了从计算几何的角度求解问题。主要成果如下:
　　(1)分别研究和介绍了常规Voronoi图和加权Voronoi图，在此基础上，设计了一种自调节权重的加权Voronoi图算法(WeightedVoronoi，简称WV算法)，用于变电站规划的“定容”和“供电区域划分”环节，使规划方案在分配负荷点的同时，满足变压器负载率的要求，保证供电经济性和安全性。
　　(2)研究和介绍了基本粒子群优化算法(ParticleSwarmOptimization，简称PSO算法)，将WV算法与基本POS算法相结合，设计了PSO-WV算法。从而将POS算法在变电站规划“选址”环节的优势，与WV算法在“定容”和“供电区域划分”环节的优势成功组合，达到了取长补短的效果。
　　(3)研究和介绍了基本分散搜索算法(ScatterSearch，简称SS算法)，并对其做了改进，设计了并行分散搜索算法(PSS算法)，提高了算法的运行效率;将WV算法和PSS算法相结合，设计了PSS-WV算法。PSS-WV充分利用了SS算法的弹性框架特点、结合了WV算法，经过实验，所得变电站的规划结果很好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 选题背景和研究意义

第二节 变电站规划的研究现状

1．2．1 数学优化算法

1．2．2 启发式优化算法

1．2．3 现代智能优化算法

第三节 本文主要工作

第二章 变电站规划问题建模

第一节 变电站定容原则

第二节 变电站选址准则

第三节 变电站规划问题建模

2．3．1 变电站规划问题中各费用的计算

2．3．2 变电站规划问题建模

第四节 本章小结

第三章 VORONOI图

第一节 常规Voronoi图

3．1．1 Voronoi图的概述

3．1．2 常规Voronoi图的定义

3．1．3 常规Voronoi图的性质

3．1．4 常规Voronoi图的生成方法

第二节 常规Voronoi图在变电站规划中的应用

第三节 加权Voronoi图

3．3．1 加权Voronoi图概述

3．3．2 中心点加权

3．3．3 路径加权

3．3．4 性质及其推导

3．3．5 生成方法

第四节 加权Voronoi图在变电站规划中的应用

第五节 本章小结

第四章 POS算法与变电站规划

第一节 基本粒子群优化算法

4．1．1 PSO算法的产生和应用

4．1．2 PSO算法的特点

4．1．3 基本PSO算法的原理

4．1．4 基本PSO算法的参数分析

4．1．5 基本PSO算法的具体步骤和实现

第二节 PSO算法在变电站规划中的应用

4．2．1 单一PSO算法

4．2．2 PSO-WV算法

4．2．3 算例分析

第三节 本章小结

第五章 PSS算法与变电站规划

第一节 标准分散搜索算法

5．1．1 分散搜索算法的概述

5．1．2 分散搜索算法的框架结构

5．1．3 分散搜索算法的实现流程

5．1．4 分散搜索算法的特点

第二节 改进的分散搜索算法

5．2．1 程序的串行和并行

5．2．2 并行分散搜索算法(PSS)

第三节 分散搜索算法在变电站规划中的应用

5．3．1 PSS-WV算法设计

5．3．2 算例分析

第四节 本章小结

第六章 总结与展望

第一节 本文工作总结

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历