[发明专利]基于改进粒子群算法的含源配电网重构方法

权利要求书

1.基于改进粒子群算法的含源配电网重构方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：初始化，输入原始网络各节点负荷参数并进行参数设置；

S2：随机选择粒子计算适应度函数；

S3：按照式(8)更新粒子速度，按照式(6)、式(7)实现参数动态调节；

对学习因子c做出动态调节，具体更新公式如下：

式中，t、T分别为迭代次数、总迭代次数；ω_min、ω_max分别为权重因子最小、大值；c_min、c_max分别为学习因子最小、大值；ω为权重系数、c₁、c₂为动态学习因子；

粒子速度更新公式如下：

式中，Random为空间随机位置；ρ为好奇系数；r₃为[0,1]区间随机数；为粒子迭代后速度,为粒子迭代当前速度,r₁为[0，1]随机数,p_id为迭代前全局极值点，为粒子迭代前位置，r₂为[0，1]随机数，g_id历史粒子最优极值点；

S4：按照式(3)、式(4)、式(5)以及辐射型网络算法更新粒子位置；

γ_id＝S(v_id)-r (3)；

式中，r为[0,1]区间随机数；γ_id为粒子i在d维分量的概率；S(v_id)表示概率的集合，j是粒子i的第j维分量；M为d维分量集合；min{γ_i,j}是粒子i在j维分量概率集合的最小值；x_id表示粒子当前位置；S(v_i,j)表示粒子当前速度的概率；min{S(v_i,j)}为粒子i在j维分量Sigmoid值集合的最小值；

S5：计算每个粒子适应度，更新个体极值和全局极值；

S6：判断是否满足约束条件，若满足，进行S7；若不满足，执行S3；

S7：判断是否满足终止迭代条件，若满足，进行S8；若不满足，执行S2；

S8：输出最优重构结果、以及目标函数值。

2.根据权利要求1所述基于改进粒子群算法的含源配电网重构方法，其特征在于：

辐射型网络算法，具体如下：

将粒子维度按支路分为m个分维，将每维分量中概率最小维分量选出并排序，将其前n个概率最小维分量置“0”，其余置“1”，即能够得辐射型网络粒子编码，具体网络生成算法流程如下：

Step1：依据公式(3)、(4)、(5)得到{r}、{S}集合；

Step2：将min{r}min{S}对应m维分量中的位置置“0”，同分维中其他位置置“1”；该支路从等效图论中删除，完成“解环”步骤；

Step3：将删除支路涉及的维分量概率从{r}、{S}集合中删除；

Step4：重复步骤Step 2、步骤Step 3，直至全部解环，m分维中剩余分维全部置“1”；通过以上粒子分维更新算法，该粒子所代表的得网络即为辐射型网络。

3.一种含新能源配电网重构数学模型，其特征在于，该模型包括：

1.1、目标函数：

配电网重构主要用于提高系统运行稳定性和经济性，因此本发明主要以系统网络损耗最小、节点电压偏移最小等配网运行关键性指标作为目标函数；

(1)系统网络损耗：

式中，f₁′(x)为系统网络损耗；n为配网支路总数；i为支路号；k_i为支路i的开断状态；r_i为支路i的电阻；U_i为支路i末端电压；P_i、Q_i分别为支路i的有功、无功功率；

(2)电压偏移：

式中，f′₂(x)为配电系统平均节点电压偏移；N为节点总数；j为节点编号；U_j、U_{j_N}分别为节点j的实际电压和额定电压；

上述函数均为单一指标函数，考虑实际配电网运行中，经济性和可靠性需要同时优化，因此本发明通过对f₁′(x)、f′₂(x)归一化处理，通过手动调节权重参数，实现优化重点调节；其归一化目标函数为：

f(x)＝min[λ₁f₁′(x)+λ₂f′₂(x)]；

式中，f(x)为归一化后的网络损耗和平均节点电压偏移目标函数；λ₁、λ₂为加权系数，λ₂+λ₂＝1；

1.2、约束条件：

依据配电网实际运行状态要求，配网重构存在约束条件，具体约束条件如下：

(1)节点电压约束：

U_{j_min}≤U_j≤U_{j_max}；

式中，U_j表示节点j的实际电压幅值；U_{j_min}、U_{j_max}分别表示节点j的最大电压幅值和最小电压幅值；

(2)支路电流约束：

I_{i_min}≤I_i≤I_{i_max}；

式中，I_i表示节点i的实际电流幅值；I_{i_min}、I_{i_max}分别表示节点i的最大和最小电流幅值[13]；

(3)潮流约束：

f(PUQ)＝0；

系统中注入节点的有功、无功功率等于负荷、网络损耗以及流入下一节点的功率之和，即保证系统功率平衡；

(4)拓扑结构约束：

g∈G；

式中：g为网络中开关状态组合；G为辐射型网络开关状态组合集；

(5)开关操作次数约束：

0O_k≤O_kmax；

式中：O_k为开关总操作次数；O_kmax为最大允许开关操作次数；

(6)新能源功率约束：

式中，P_DG、Q_DG分别表示各分布式电源的实际有功功率和无功功率；P_{DG_max}、Q_{DG_max}分别表示各分布式电源的最大有功出力和最大无功出力值。