[发明专利]基于粒子群与支路交换法的配电网快速重构方法

说明书

本发明涉及一种基于粒子群与支路交换法的配电网快速重构方法，配电网为放射状拓扑结构，视为一个放射树，即一个包含网络中所有节点，却不含任何回路的连通的网络结构，将粒子群方法与支路交换法相结合，粒子的每一个维度，代表了拓扑结构的一次支路交换操作，通过对拓扑结构的D次支路交换操作，D为拓扑结构树支个数，生成了新的放射状拓扑结构；据此进行配电网快速重构。

技术领域

本发明属于配网自动化领域，具体是一种配网重构新方法。

背景技术

随着我国经济的迅猛发展，电力负荷逐年增加，城市配电网的建设也得到迅猛发展，配电网通常是闭环设计开环运行的，配电网重构即对配电网开关再组合，是降低配电网损耗以及提升电能质量的有效手段，因而得到研究人员的重视。

通常配电网重构的算法可分为三类：以支路交换法与最优流法为代表的启发式方法，以粒子群法与遗传算法为代表的进化类算法，以分支定界为代表的解析方法。启发式方法计算速度快，然而求解结果较差；解析方法需对大规模的混合整数问题进行分支定界求解，因而求解效率较低；而进化类方法相比启发式方法求解效果好，相对解析方法求解时间短，因而备受关注。

配网重构是配电自动化实现其优化调度及其运行的重要职能之一，研究快速而又有效的网络重构建模及其计算方法对推动配电网智能化建设具有重要的现实意义。而收敛性差，局部最优是进化类算法亟需解决的重要难题。普遍进化类算法求解网络重构时，需对随机解进行拓扑放射性判断，因而极大的拖慢了求解效率。本发明提出一种基于粒子群方法与启发式方法相结合的配电网快速重构策略，则无需对随机解进行放射性判断，因而大大的提高了求解效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种的基于粒子群方法与启发式方法相结合的配电网快速重构方法，该算法相对传统启发式方法与进化类方法有明显的求解质量上的优势。技术方案如下：

一种基于粒子群与支路交换法的配电网快速重构方法，配电网为放射状拓扑结构，视为一个放射树，即一个包含网络中所有节点，却不含任何回路的连通的网络结构，将粒子群方法与支路交换法相结合，粒子的每一个维度，代表了拓扑结构的一次支路交换操作，通过对拓扑结构的D次支路交换操作，D为拓扑结构树支个数，生成了新的放射状拓扑结构，所述的配电网快速重构方法包括下列的步骤：

1)初始化粒子群:初始化粒子的速度v_i,j,位置x_i,j，1≤i≤N，1≤j≤D，N为粒子种群数目；D为粒子维度，该值等于配电网树支个数，并满足v_min≤v_i,j≤v_max，x_min≤x_i,j≤x_max，v_max v_min分别为粒子速度的上下限；x_max x_min分别为粒子位置的上下限，每生成一个粒子均代表了对拓扑结构的D次支路交换操作，经过D次支路交换，生成一个放射状拓扑结构。

2)计算目标函数值f_i,t，t表示粒子的迭代次数，计算步骤如下：

a.随机初始化一个放射树；

b.根据当前树计算可交换支路矩阵M；

c.对M的第k行元素进行遍历，得到所有不为0的元素之和，记为q_k；

d.选择第个非零元素所代表的支路与第k个树支进行状态交换，式中ceil()表示向上取整函数，当p_k＝1时，表示本次运算不进行交换。

e.获得交换后的新树，转步骤b,直至交换D次；

f.计算所获得的拓扑结构的网络损耗，其值为f_i,t

g.更新粒子的速度和位置