[发明专利]一种基于门当户对遗传算法的配电网多目标主动重构方法

说明书

本发明公开了一种基于门当户对遗传算法的配电网多目标主动重构方法，首先，将功率损耗、电压偏移和系统稳定裕度等指标融合到目标函数中，并引入判断矩阵法和线性加权法确定各个指标的权重和实现多目标函数的转化；其次，针对传统遗传算法的弊端，提出了基于“门当户对”原则的多种染色体交叉策略，丰富了种群进化方式的多样性，算法计算效率和寻优能力得到大大加强；最后通过设定临界值，实现主动配电网的自我感知和主动重构，提高配电网安全性和稳定性。仿真算例表明，本发明提出的模型和算法以及主动重构的理念符合当前主动配电网主动运行和主动控制的思路，具有较为广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于配电网技术领域，具体涉及一种基于门当户对遗传算法的配电网多目标主动重构方法。

背景技术

配电网是直接面向用户，连接输电系统和负荷的重要环节，是保障供电质量，提高电网运行效率的关键。配电网的重构可以有效降低系统的网损、提高系统可靠性和安全运行水平，对于当前主动配电网建设具有重要意义。

近年来国内外学者对配电网重构展开了大量的分析研究，取得了一系列的研究成果：(1)在重构模型构建方面，大部分研究都以有功网损最小为目标函数，未兼顾系统的电压水平、负荷平衡以及可靠性等因素。另一方面，已有的配电网重构研究无论是正常情况下以网损最小而做出的网络结构优化还是故障情况下的重构往往是被动地，没有体现预告和主动性，不符合当今主动配电网的发展趋势；(2)在求解算法分析方面，配电网重构的方法主要有分支定界法、支路交换法、最优流模式法、模拟退火法、遗传算法、粒子群算法等。其中，分支定界法面对大规模配电网计算量太大而难以奏效，支路交换法配电网重构的结果与配电网的初始结构有关，不能保证全局最优，最优流模式法经两次环网潮流计算才能确定一个开关的断合，计算量大，算法编程较复杂。启发式算法有搜索效率低、难以收敛全局最优解的问题；3)在分布式电源的处理方式方面，大部分研究将其看成是PQ型分布式电源来处理，对分布式电源的不确定性和波动性对配电网重构的影响分析不够全面和深入。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种基于门当户对遗传算法的配电网多目标主动重构方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于门当户对遗传算法的配电网多目标主动重构方法，步骤如下：

S1，建立多目标函数。

所述多目标函数，包括有功损耗最小的目标函数f₁、电压偏移最小的目标函数f₂和电压稳定裕度最小的目标函数f₃。

S1.1，构建有功损耗最小的目标函数f₁：

式中，f₁为配电网有功损耗；N为配电网支路总数；k_z表示支路开关状态，k_z为0表示支路断开，k_z为1表示支路闭合；R_z为支路z的电阻；P_z为支路z末端流过的有功功率；Q_z为支路z末端流过的无功功率；U_z为支路末端节点电压。

S1.2，构建电压偏移最小的目标函数f₂：

式中，f₂为电压偏移之和；M为节点个数；U_j为节点j的电压值，U_N为线路额定电压值。

S1.3，构建电压稳定裕度最小的目标函数f₃，电压稳定性是衡量电网安全性与可靠性的重要指标。配电网潮流解存在性的电压稳定判据如下：