[发明专利]基于混合策略的二进制差分进化算法的含分布式电源的配电网重构方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于混合策略的二进制差分进化算法的含分布式电源的配电网重构方法及系统，包括：建立配电网重构的数学模型，将配电网网损最小作为目标函数；确定分布式电源并入配电网后的节点类型；采用改进的二进制编码方式对配电网的可行解进行编码，进行种群的初始化；采用基于权重的当代最优个体与上代最优个体的比较方式选取不同的变异策略，并对变异操作后出现的无效解进行检测与修复；采用启发式的自适应交叉概率计算方式，采用和声搜索策略优化交叉操作，以二进制串作为个体的方式最终完成交叉操作；以和声搜索算法更新和声库的策略完成选择操作。与现有技术相比，本发明具有鲁棒性高，寻优性能好，收敛代数低等优势。

技术领域

本发明属于配电网重构技术领域，特别涉及一种基于混合策略的二进制差分进化算法(Binary Differential Evolution based Mixed Strategy，BDEMS)的含分布式电源的配电网重构方法及系统。

背景技术

配电网是电力系统与用户连接的最后一环，在保证电力系统正常供电中承担着至关重要的角色。对发电方式的可持续、可再生性和供电技术的经济性、可靠性等方面的要求也越来越高。在发电方式中，分布式电源(Distributed Generation，DG)可以借助风能、太阳能等可再生能源提供电力。虽然相对与传统的水力、火力集中发电而言，风能、太阳能等分布式电源的容量较小，但有着对环境污染小，经济性高，布置周期短，可开发区域多等优势。将DG并入集中供电的配电网中，联合使用清洁能源的分布式电源和集中供电，能够相互取长补短，是非常具有潜力的电力技术发展方向。

然而，当DG并入配电网后，由于单电源供电变为多电源供电，会直接造成配电网的潮流分布发生改变，进而降低电压质量，增加网络损耗。公开资料显示，2016年我国电力的总线损率为5.32％，而由于配电网结构的不合理造成的电力损耗在总线损中的比例高达55％，极大的降低了包括DG在内的供电经济性和实用性。因此，通过研究配电网的重构，可以有效提升供电质量并减少网络网络损耗，具有重要的研究意义。

配电网重构问题属于优化问题的一种，差分进化算法(Differential Evolution，DE)是一种优异的，主要用于解决连续函数组合优化问题的方法，算法的迭代步骤包含初始化种群、变异操作、交叉操作、选择操作。但配电网重构问题属于离散的组合优化问题，直接应用传统DE算法解决配电网重构问题存在解向量难以与目标函数对应的问题。进一步使用二进制编码优化的DE算法，即二进制差分进化算法(Binary Differential Evolution，BDE)，虽然可以提升DE算法解决离散问题的能力，但传统的二进制编码初始化种群的方式也同样存在多个个体对应同一个解向量，使算法产生大量的冗余搜索；传统变异操作产生大量的无效解造成算法计算性能欠佳，以及变异操作全局搜索能力和局部搜索能力的不均衡导致的算法寻优性能低；传统二进制编码方式可能导致交叉操作后种群多样性减少等缺陷。

综上，对传统的BDE算法进行改进以提升收敛速度、全局寻优能力并保证收敛精度，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混合策略的二进制差分进化算法的含分布式电源的配电网重构方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的方法计算性能好，收敛至全局最优解的概率高，在处理含分布式电源和节点较多的复杂配电网重构问题上表现效果良好。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种基于混合策略的二进制差分进化算法的含分布式电源的配电网重构方法，包括以下步骤：

步骤1，采集待重构配电网数据，包括：额定电压、节点与支路总数、联络开关、各支路阻抗以及母线终端负荷；确定并入待重构配电网的分布式电源类型；建立配电网重构的数学模型，将配电网网损最小作为目标函数；确定分布式电源并入配电网后的节点类型；

步骤2，初始化种群，包括：采用基于环路的二进制编码方式，仅对配电网的可行解进行编码，用于降低算法的搜索空间，提升收敛速度；