[发明专利]基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法

说明书

本发明公开了基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法，涉及电力系统配电网的优化运行技术领域，包括：步骤一：构建目标函数的重构模型，具体为，以降低网损、提高电压质量、减少开关操作次数为目标函数建立配电网的重构模型，所述目标函数包括降低网损目标函数、提高电压质量目标函数、减少开关操作次数目标函数以及综合目标函数；步骤二：确定目标函数权重系数；步骤三：利用遗传算法进行配网重构。该基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法，目标函数具有实用价值，目标函数的权重系数选取更加科学，兼顾了配电网运行时的经济效益、社会效益、安全效益与用户体验效益。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网的优化运行技术领域，具体为基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法。

背景技术

配电网具有闭环设计、开环运行的特点，通常网络结构呈辐射状。配电网含有大量的常闭和常开开关，配电网重构就是通过对配电网中的分段开关和联络开关进行分合操作，在保证开环运行方式和满足电压、功率等限制的同时，达到降低网损、提高供电电压质量、均衡负荷等目的。

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)大部分研究都以有功网损最小为目标函数，也有部分兼顾了电压水平、负荷均衡等因素，但未考虑开关动作次数限制等实际因素。(2)求解配电网重构问题的算法很多，其中遗传算法应用较多，但针对多目标优化重构问题，遗传算法中目标函数各组成部分的权重系数的选取将直接影响最终的优化结果，而大部分多目标配网重构研究文献中，都是直接给出了权重系数，并未给出比较科学的权重系数选取方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于层次分析法和遗传算法的配电网多目标主动重构方法，包括：

步骤一：构建目标函数的重构模型，具体为，以降低网损、提高电压质量、减少开关操作次数为目标函数建立配电网的重构模型，所述目标函数包括降低网损目标函数、提高电压质量目标函数、减少开关操作次数目标函数以及综合目标函数；

步骤二：确定目标函数权重系数，具体为，建立层次结构模型和构造判断矩阵并计算权重系数；

步骤三：利用遗传算法进行配网重构，其中选择操作采用轮盘赌选择方式，结合精英保留策略；通过交叉和变异操作可以得到新个体；经过交叉、变异后可能产生不可行解，依次对新个体进行可行性校验，对不可行解淘汰，并从父代种群中再次选择个体，补足种群数量。

进一步的，步骤一中所述降低网损目标函数为：

式中，N为支路总数，i为支路编号，R_i、P_i、Q_i、V_i分别为支路i的阻抗、有功、无功和末端电压，k_i表示支路i的开关状态，0表示支路开关断开，1表示闭合。

进一步的，步骤一中所述提高电压质量目标函数为：

式中，n为配电网节点总数，V_iN为节点i的额定电压。

进一步的，步骤一中所述减少开关操作次数目标函数为：

式中，分别为支路i重构前后的状态。

进一步的，步骤一中所述综合目标函数采用归一化处理，且综合目标函数为：

f＝min(af₁'+bf′₂+cf′₃)