[发明专利]基于基因修复混沌遗传算法的配电网综合优化规划方法

说明书

技术领域

本发明提出一种配电网综合优化规划（comprehensive optimization planning，COP）方法，该方法在传统的降低网损和提高电压质量的基础上，加入投资成本因子，实现单位投资内达到最大降损效果。

背景技术

配电网规划指在分析和研究配电网现状的基础上，设计一套系统扩建或改造的计划。目前我国配电网存在线损率高、电压合格率偏低、投入资金少等。但是配电网是处于电力网络末端的重要环节，供电质量直接影响用户的用电。对配电网进行综合优化规划可使有限投资集中解决突出问题，提高供电质量和用户满意度。

配电网优化问题的算法已有很多，如传统的数学优化方法，包括线性规划、非线性规划、内点法、混合整数规划法、动态规划法等，也有近年来使用较多的人工智能算法，主要包括模拟退火法、禁忌算法、人工神经网络法、模糊理论法、专家系统法、遗传算法、蚁群算法等。

传统的数学优化方法由于依赖于精确的数学模型，然而精确的数学模型通常很复杂，很难适应当前实时控制的要求；如果采用较粗略的数学模型则会存在较大的误差。

在配电网规划模型方面国内外已有较多的研究，但在模型的优化变量方面，目前大部分的优化改造都是仅针对配电网的某个或某些规划项目进行。降损技术措施是个综合优化措施，单从某一个方面来改造不合适，因没有全面综合地考虑如何进行配电网的全方位优化规划，所以不能获得最佳的优化规划效果。

常规的模型的目标函数中也很少有考虑到经济效益的，在不考虑投资成本时，虽然会获得较为有效的优化规划效果，但是会得出投资成本巨大优化规划方案，投资收益比差。在目前我国配电网投入资金不足的大环境下，不能合理的指导配网的投资规划改造。

发明内容

本发明提出的是一种基于基因修复混沌遗传算法的配电网综合优化规划方法，其目的是针对配电网的综合规划优化，选择配电网运行中最有可能出现的典型负荷断面，在保持现有网络架构的前提下，采用基因修复混沌遗传算法综合考虑配变无功补偿、更换线路、更换配变及调整配变分接头档位等多种具有非线性关系的规划项目，并分别对其制定了变量取值范围的约束机制。

本发明的技术解决方案：基于基因修复混沌遗传算法的配电网综合优化规划方法，其特征是该方法包括如下步骤：

一、建立配电网COP投资模型，

1）目标函数，

    建立配电网COP模型，以网损总降低量与总投资额的比值为目标函数，如式1-1所示：

    max f=W_total/Cost_total             （1-1）

    式中，W_total表示网损总降低量，Cost_total表示本次优化规划措施实施后投入的理论总成本，W_total的计算如式1-2所示：    

   （1-2）

    式中，、、分别表示在典型日的典型负荷断面中，高峰负荷、正常负荷、低谷负荷运行状态下优化规划前后的网损降低量；t_peak、t_normal、t_trough分别表示高峰负荷、正常负荷、低谷负荷的运行在典型日中所占的时间，单位为小时，默认均为8小时；T表示该断面运行天数，默认为365天；

2）配电网综合优化改造投资模型，

总投资额包括，1）补偿电容器投资，包括各点补偿电容器投资、配变补偿设备控制装置投资；2）更换线路投资，包括更换线路投资、线路类型架空或电缆附加投资；3）更换配变投资；4）电能损耗费用；默认调整配变档位不会带来额外投资；

配电网综合优化改造投资模型的实现函数如公式1-3所示：

（1-3）