[发明专利]一种基于改进遗传算法的多目标配电网故障重构方法

说明书

本发明涉及一种基于改进遗传算法的多目标配电网故障重构方法，该方法在基本遗传算法基础上，针对其收敛性差、结果依赖参数选取的问题，引入精英保留算法和参数自适应机制，形成精英保留的自适应遗传算法，并通过该算法求解配电网故障恢复模型，并采用前推回代潮流法计算求解配电网网络损耗；本发明的方法在配电网重构问题上表现出良好的收敛性与准确性，有效提升了求解大规模网络重构问题的速度，可为实际电网的优化配置与负荷转供提供有益参考。

技术领域

本发明属于配电网故障恢复技术，具体涉及一种基于改进遗传算法的多目标配电网故障重构方法。

背景技术

配电网指电力系统中接受来自发电侧电力，并将电能分配至各用电区域的电网，承担着与用户直接相连的重任。随着我国配电网发展水平越来越高，配电网规模日益扩大，随之而来的是因为自然灾害、网络运行模式不合理等原因导致的配电网故障的增多。配电网起着电力生产环节中向用户输送、分配电能的重要作用，对故障的网络进行及时，准确，高效的恢复对电力系统运营来说至关重要。我国配电网具有“闭环设计、开环运行”的特点，线路的通断由联络开关与常闭分段开关控制。闭环设计是指配电网在设计时考虑转供负荷需求，在网络中存在由联络开关通断控制的隐性环网，在需要改变网络送电方式时起到负荷转供的作用。开环运行是指配电网在无故障运转时网络结构呈辐射状，网络中不存在环网也无孤立节点。电力系统调度员一般通过闭合联络开关与分段开关，在无故障时对网络结构进行调整，实现配电网优化运行；在故障情况下，将失电负荷改为由其他线路进行供电。

近年来，我国电力行业发展迅速，网络规模逐年扩大，对故障网络进行快速准确的重构不仅可以尽快且高效地恢复供电，提高用户用电可靠性，还能减少因线路故障导致停电带来的损失与危害，具有十分重要的意义。传统配电网故障恢复算法包括最小树生成法、动态规划法、混合整数规划法等。但这些方法随着网络规模增加存在算法速度慢，计算时间爆炸增长的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种具有良好的收敛性与准确性，可有效提升求解大规模网络重构问题速度的基于改进遗传算法的多目标配电网故障重构方法。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于改进遗传算法的多目标配电网故障重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、获取配电网系统的数据，所述数据包括网络的拓扑结构，各支路的阻抗Z，各节点的有功负荷P和无功负荷Q；

步骤二、依据配电网系统的数据并以重构后网络损耗最小与开关动作次数最少为优化目标，建立多目标重构函数，且根据配电网结构特点、支路电压以及功率上下限，给出函数的约束条件；

步骤三、通过以多目标重构函数的倒数作为适应度函数和对配电网络开关状态进行编码及初始化算法种群来构建精英保留的自适应遗传算法，并给定所述算法的迭代终止条件；

步骤四、利用所述算法对种群进行选择、交叉和变异操作得到新网络，然后利用前推回代法计算新网络的损耗，并将新网络与操作前网络比对得到开关动作次数，进而通过适应度函数计算适应度值；判断是否满足迭代终止条件，不满足则进行变异、交叉概率自适应更新，再重复上述操作，直到满足终止条件，得到问题最优解。

对上述技术方案的进一步设计为：所述多目标重构函数模型的建立过程如下：

以网络损耗最小为目标建立重构函数

式中，ΔP为重构后网损；ΔP_ij为支路ij损耗；n为网络节点数量；G为配电网拓扑图；

以开关动作次数最少为目标建立重构函数

式中，N为重构前后状态发生变化的开关数量；DSnum为网络中分段开关数量；TSnum为网络中联络开关数量；