配電網(wǎng)優(yōu)化方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了配電網(wǎng)優(yōu)化方法，包括：對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析；通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置；將質(zhì)子位置代入待優(yōu)化的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)中；對(duì)內(nèi)部質(zhì)子群中的每個(gè)質(zhì)子進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)輻射狀校驗(yàn)；選擇內(nèi)部質(zhì)子群中的解集所對(duì)應(yīng)的質(zhì)子位置并存儲(chǔ)到外部質(zhì)子群中；評(píng)估解集的空間分布密度；更新內(nèi)部質(zhì)子群中質(zhì)子的位置。本發(fā)明專利技術(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，通過(guò)較少地控制網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)，改變網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布，降低網(wǎng)絡(luò)損耗、提高負(fù)荷均衡度、改善電壓質(zhì)量，使運(yùn)行參數(shù)更接近于額定值，設(shè)備的性能更優(yōu)化，整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行更優(yōu)化。個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行更優(yōu)化。個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行更優(yōu)化。

Distribution network optimization method

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
配電網(wǎng)優(yōu)化方法
[0001]本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)是名稱為“一種配電網(wǎng)優(yōu)化方法”的專利技術(shù)專利，原申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮椤?020103089243”，申請(qǐng)日期為2020年4月19日。


[0002]本專利技術(shù)涉及電網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及配電網(wǎng)優(yōu)化方法。

技術(shù)介紹

[0003]配電網(wǎng)具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)方式運(yùn)行的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中存在著大量的分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，一般情況下，分段開(kāi)關(guān)閉合、聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使得在不考慮分布式電源作用條件下配電網(wǎng)呈輻射狀運(yùn)行結(jié)構(gòu)。由于接入配電網(wǎng)的負(fù)荷性質(zhì)不同、分布式電源種類不同，如果固定某種方式運(yùn)行就無(wú)法兼顧各種情況而保持在最佳運(yùn)行方式，因此需要針對(duì)不同的運(yùn)行工況，在不同地方進(jìn)行開(kāi)環(huán)使配電網(wǎng)的運(yùn)行更加優(yōu)化。
[0004]相對(duì)于輸電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，接入配電網(wǎng)的負(fù)荷類型劃分更加精細(xì)、單負(fù)荷容量更小，負(fù)荷的變化更明顯且頻繁，變化的隨機(jī)性非常大，負(fù)荷的這種變化特點(diǎn)導(dǎo)致適應(yīng)負(fù)荷分布的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也不斷隨時(shí)間變化。因此，為了保證配電網(wǎng)在一段時(shí)間內(nèi)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，考慮負(fù)荷的變化趨勢(shì)及其隨機(jī)性，對(duì)相應(yīng)時(shí)段內(nèi)配電網(wǎng)整體最優(yōu)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本專利技術(shù)一種配電網(wǎng)優(yōu)化控制方法，包括。
[0006]S1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析。
[0007]確定配電網(wǎng)中所有的基本環(huán)路。
[0008]刪除不在基本環(huán)路上的所有支路。
[0009]合并解環(huán)效果相同的支路。
[0010]S2.通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，以得到所述多個(gè)可行解。
[0011]所述通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，包括。
[0012]對(duì)每一個(gè)基本環(huán)內(nèi)所包含的開(kāi)關(guān)進(jìn)行編號(hào)，然后以配電網(wǎng)絡(luò)的基本環(huán)數(shù)為質(zhì)子在搜索空間的維數(shù)，以基本環(huán)內(nèi)開(kāi)關(guān)的編碼號(hào)為質(zhì)子的內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)子編碼。
[0013]首先選擇將第一個(gè)環(huán)路中任一個(gè)開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)，同時(shí)在其他環(huán)路中將該開(kāi)關(guān)置為不可操作；隨后選擇將第二個(gè)環(huán)路中任一個(gè)開(kāi)關(guān)置為斷開(kāi)，在剩下的環(huán)路中將該開(kāi)關(guān)置為不可操作；重復(fù)上述步驟直到所有環(huán)路中都有開(kāi)關(guān)斷開(kāi)為止，此時(shí)一個(gè)質(zhì)子初始化完成。按照這個(gè)過(guò)程初始化所有的質(zhì)子。
[0014]對(duì)于多時(shí)段條件下的配電網(wǎng)優(yōu)化，所述通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，還包括。
[0015]將前一次多時(shí)段優(yōu)化控制的最優(yōu)解集以及第二最優(yōu)解中的各個(gè)子串分離出來(lái)存
放在一個(gè)可行解庫(kù)中，每一個(gè)子串就代表一個(gè)可行并且較好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0016]從可行解庫(kù)中隨機(jī)選取子串組成符合當(dāng)前多時(shí)段優(yōu)化控制要求的質(zhì)子編碼形式，形成當(dāng)前多時(shí)段優(yōu)化控制時(shí)的初始質(zhì)子群。
[0017]S3.將質(zhì)子位置代入待優(yōu)化的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)中，計(jì)算適應(yīng)度值。
[0018]在內(nèi)部質(zhì)子群初始化后需要進(jìn)行潮流計(jì)算，以得到符合輻射狀約束的質(zhì)子的適應(yīng)度函數(shù)值。適應(yīng)度函數(shù)的值是質(zhì)子群算法指導(dǎo)搜索方向的依據(jù)，配電網(wǎng)優(yōu)化控制的目標(biāo)函數(shù)為網(wǎng)絡(luò)損耗函數(shù)、電壓偏移率函數(shù)和開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)函數(shù)，所述適應(yīng)度函數(shù)即為上述三個(gè)目標(biāo)函數(shù)。所述計(jì)算適應(yīng)度值包括計(jì)算滿足輻射狀約束的質(zhì)子位置的網(wǎng)絡(luò)損耗、最大電壓偏移和開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)。
[0019]S4.對(duì)內(nèi)部質(zhì)子群中的每個(gè)質(zhì)子進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)輻射狀校驗(yàn)，若不滿足校驗(yàn)條件則說(shuō)明該質(zhì)子為不可行解。
[0020]檢驗(yàn)輻射狀結(jié)構(gòu)，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始逐步遍歷下游節(jié)點(diǎn)。開(kāi)始搜索的開(kāi)關(guān)為第一層開(kāi)關(guān)，如果搜索到的開(kāi)關(guān)閉合，那么這個(gè)開(kāi)關(guān)的下游所連區(qū)域可搜索到，記為“1”；如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)，那么這個(gè)開(kāi)關(guān)的下游區(qū)域不可遍歷，記為“0”。在第一層的開(kāi)關(guān)全部搜索完成后，記為“1”的區(qū)域用列表存儲(chǔ)。與列表中帶電區(qū)域直接相連的開(kāi)關(guān)記為第二層開(kāi)關(guān)，遍歷所有第二層開(kāi)關(guān)，確定帶電區(qū)域，更新所述列表然后與列表中帶電區(qū)域直接相連的開(kāi)關(guān)記為第三層開(kāi)關(guān)，不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到所有的開(kāi)關(guān)都遍歷過(guò)為止。
[0021]在搜索過(guò)程中如果任一區(qū)域被搜索到的次數(shù)超過(guò)一次，則存在環(huán)路，輻射狀檢驗(yàn)不成立。
[0022]S5.選擇內(nèi)部質(zhì)子群中的解集所對(duì)應(yīng)的質(zhì)子位置并存儲(chǔ)到外部質(zhì)子群中，并構(gòu)造立體空間存放外部質(zhì)子群。
[0023]S6.評(píng)估解集的空間分布密度，選擇空間分布密度最小的質(zhì)子位置為第一最優(yōu)解；在內(nèi)部質(zhì)子群中根據(jù)第二最優(yōu)解更新策略選擇每個(gè)質(zhì)子的第二最優(yōu)解。
[0024]將目標(biāo)空間用多維立體網(wǎng)格等分成若干個(gè)區(qū)域，以每個(gè)區(qū)域中包含的質(zhì)子數(shù)作為質(zhì)子的密度值。質(zhì)子所在網(wǎng)格中包含的質(zhì)子數(shù)越多，其密度值越大，反之越小。如果新加入的解超出了當(dāng)前網(wǎng)格的邊界，那么網(wǎng)格信息將被重新計(jì)算并且每一個(gè)質(zhì)子將會(huì)被重新定位。依據(jù)得到的內(nèi)部質(zhì)子空間分布密度選擇第一最優(yōu)解的位置；所在的質(zhì)子位置空間分布密度值越低，其被選擇的概率就越大，反之越小。
[0025]第一最優(yōu)解的選擇方法為：首先計(jì)算每個(gè)立體空間網(wǎng)格里面所含質(zhì)子的個(gè)數(shù)，將它作為網(wǎng)格的密度，并使用輪盤賭的方法選擇最低密度的網(wǎng)格；然后在這個(gè)空間網(wǎng)格中隨機(jī)選擇一個(gè)質(zhì)子位置作為第一最優(yōu)解。
[0026]在內(nèi)部質(zhì)子群中根據(jù)第二最優(yōu)解更新策略選擇每個(gè)質(zhì)子的第二最優(yōu)解，包括：如果當(dāng)前質(zhì)子的位置被其第二最優(yōu)解所支配，那么第二最優(yōu)解不更新；如果第二最優(yōu)解被當(dāng)前質(zhì)子的位置所支配，則當(dāng)前質(zhì)子的位置會(huì)替換第二最優(yōu)解；如果兩者都沒(méi)有相互支配，則隨機(jī)選擇其中的一個(gè)作為第二最優(yōu)解。
[0027]S7.更新內(nèi)部質(zhì)子群中質(zhì)子的位置，判斷是否到達(dá)預(yù)先設(shè)定的停止準(zhǔn)則(通常設(shè)置為最大迭代次數(shù))，若是，停止迭代；否則，返回步驟S4。
[0028]優(yōu)選地，所述質(zhì)子編碼的編碼信息包括三部分，第一部分代表質(zhì)子在搜索空間中的位置，其作用是通過(guò)質(zhì)子群位置及其運(yùn)動(dòng)速度對(duì)質(zhì)子群進(jìn)行更新；第二部分代表質(zhì)子在
目標(biāo)空間中的位置，即各個(gè)目標(biāo)函數(shù)的值，其作用是確定內(nèi)部質(zhì)子群中的解集；第三部分代表質(zhì)子的密度信息，所述密度信息包括質(zhì)子密度和質(zhì)子所在網(wǎng)格的編號(hào)，所述密度信息用于選擇質(zhì)子第一最優(yōu)解以及刪除外部質(zhì)子群中多余的質(zhì)子。
[0029]本專利技術(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化方法，通過(guò)較少地控制網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)，改變網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布，降低網(wǎng)絡(luò)損耗、提高負(fù)荷均衡度、改善電壓質(zhì)量，使運(yùn)行參數(shù)更接近于額定值，設(shè)備的性能更優(yōu)化，整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行更優(yōu)化。
附圖說(shuō)明
[0030]圖1是本專利技術(shù)配電網(wǎng)優(yōu)化方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0031]如圖1所示，本專利技術(shù)配電網(wǎng)優(yōu)化方法，包括。
[0032]S1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析。
[0033]在利用優(yōu)化算法進(jìn)行配電網(wǎng)優(yōu)化控制決策時(shí)，由于產(chǎn)生的解具有隨機(jī)性，在初始化和迭代過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的無(wú)效解，無(wú)效解是指通過(guò)解碼還原出的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不滿足網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束條件，即存在“環(huán)網(wǎng)"或“孤島”。無(wú)效解的存在極大地增加了配電網(wǎng)控制的搜索空間，降低了搜索效率。因此，在優(yōu)化過(guò)程中應(yīng)設(shè)法避免無(wú)效解的產(chǎn)生。此外，由于實(shí)際配電網(wǎng)規(guī)模大、支路多，因此優(yōu)化變量數(shù)目龐大，應(yīng)用算法時(shí)，編碼太長(zhǎng)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)做一定的簡(jiǎn)化處理。
[0034]確定配電網(wǎng)中所有的基本環(huán)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.配電網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括：S1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析；S2.通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，以得到所述多個(gè)可行解；S3.將質(zhì)子位置代入待優(yōu)化的多個(gè)目標(biāo)函數(shù)中，計(jì)算適應(yīng)度值；S4.對(duì)內(nèi)部質(zhì)子群中的每個(gè)質(zhì)子進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)輻射狀校驗(yàn)，若不滿足校驗(yàn)條件則說(shuō)明該質(zhì)子為不可行解；S5.選擇內(nèi)部質(zhì)子群中的解集所對(duì)應(yīng)的質(zhì)子位置并存儲(chǔ)到外部質(zhì)子群中，并構(gòu)造立體空間存放外部質(zhì)子群；S6.評(píng)估解集的空間分布密度，選擇空間分布密度最小的質(zhì)子位置為第一最優(yōu)解；在內(nèi)部質(zhì)子群中根據(jù)第二最優(yōu)解更新策略選擇每個(gè)質(zhì)子的第二最優(yōu)解；S7.更新內(nèi)部質(zhì)子群中質(zhì)子的位置，判斷是否到達(dá)預(yù)先設(shè)定的停止準(zhǔn)則(通常設(shè)置為最大迭代次數(shù))，若是，停止迭代；否則，返回步驟S4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1.對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析；包括：確定配電網(wǎng)中所有的基本環(huán)路；刪除不在基本環(huán)路上的所有支路；合并解環(huán)效果相同的支路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，包括：對(duì)每一個(gè)基本環(huán)內(nèi)所包含的開(kāi)關(guān)進(jìn)行編號(hào)，然后以配電網(wǎng)絡(luò)的基本環(huán)數(shù)為質(zhì)子在搜索空間的維數(shù)，以基本環(huán)內(nèi)開(kāi)關(guān)的編碼號(hào)為質(zhì)子的內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)子編碼。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對(duì)于多時(shí)段條件下的配電網(wǎng)優(yōu)化，所述通過(guò)質(zhì)子編碼隨機(jī)初始化內(nèi)部質(zhì)子群的位置，還包括：將前一次多時(shí)段優(yōu)化控制的最優(yōu)解集以及第二最優(yōu)解中的各個(gè)子串分離出來(lái)存放在一個(gè)可行解庫(kù)中，每一個(gè)子串就代表一個(gè)可行并且較好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；從可行解庫(kù)中隨機(jī)選取子串組成符合當(dāng)前多時(shí)段優(yōu)化控制要求的質(zhì)子編碼形式，形成當(dāng)前多時(shí)段優(yōu)化控制時(shí)的初始質(zhì)子群。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在內(nèi)部質(zhì)子群初始化后需要進(jìn)行潮流計(jì)算，以得到符合輻射狀約束的質(zhì)子的適應(yīng)度函數(shù)值；適應(yīng)度函數(shù)的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊益，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：楊益，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：