摘 要:配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃既要考慮經(jīng)濟(jì)性要求,又要考慮可靠性要求,兩者是對立矛盾的,因而文章將一種模糊多目標(biāo)規(guī)劃方法應(yīng)用到配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃中。綜合配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性兩者要求為目標(biāo)來規(guī)劃配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。算例仿真表明多目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間的對立和協(xié)調(diào),使得兩者之間的公共滿意度最大化,因而得到了最佳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)架規(guī)劃;多目標(biāo);模糊滿意;蟻群算法
1 引言
本文應(yīng)用一種多目標(biāo)模型和算法于配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃中。該算法同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性兩方面的要求,應(yīng)用一種模糊滿意的方法,最終最大化實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性指標(biāo)的公共滿意度,使得兩者之間的矛盾最小化。
2 網(wǎng)架規(guī)劃模型
本文同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性兩大要求,經(jīng)濟(jì)性要求通常為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用和損耗費(fèi)用。可靠性要求為系統(tǒng)的缺電損失費(fèi)用,兩者的計(jì)算公式如下:
(1)
(2)
上式(1)中L為n維決策量,代表優(yōu)化的解,li是L的元素,當(dāng)線路i被選中架設(shè)時(shí)li=1,否則li=0。Cl=?著l+?茁l,?著l是線路投資回收率,?茁l是設(shè)備折舊維修率;CLP為該條架設(shè)線路單位長度的投資費(fèi)用;Li指的是線路i的長度;Cp是電價(jià)(元/kW·h);?駐P是整個(gè)系統(tǒng)總的網(wǎng)絡(luò)損耗(kW);?子m指相應(yīng)的年最大損耗時(shí)間(h)。Rbenefit指的是停電損失。
這里用?啄1(e1)和?啄2(e2)分別代表經(jīng)濟(jì)性要求和可靠性要求接近其最佳情況的程度。上述模型可轉(zhuǎn)化成下列模型:
(3)
(4)
式中,?孜為兩者的公共模糊滿意度。
3 求解網(wǎng)架規(guī)劃模型
本文基于蟻群算法來解決配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃問題,針對配電網(wǎng)的樹性特點(diǎn),使蟻群的一次游程以某種隨機(jī)策略形成一個(gè)輻射網(wǎng)(即一個(gè)網(wǎng)架規(guī)劃方案)。
本文利用集合的概念進(jìn)行求解:Ant表示t時(shí)刻第n只螞蟻連入輻射型網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集合;Bnt表示t時(shí)刻第n只螞蟻未連入輻射型網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集合;Cn0表示t=0時(shí)刻所有待建線路的集合;Dnt表示t時(shí)刻與連入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)相連的屬于集合Cn0的邊的集合,即可以選擇作為下一步待建邊的集合;變電站和負(fù)荷統(tǒng)稱為節(jié)點(diǎn);一條線路表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的電氣連接。邊包括已建線路和待建線路兩種。待建邊j(j=1,2,…,m)上有兩個(gè)權(quán)值,其中一個(gè)權(quán)值Cj是線路的費(fèi)用;另一個(gè)權(quán)值?子j指的是邊j上的信息素。
在每次游歷過程中,螞蟻n都是從t=0時(shí)刻出發(fā)。螞蟻n在t時(shí)刻先以隨機(jī)概率從集合Ant中選擇線路然后更新兩節(jié)點(diǎn)集合,同時(shí)更新其他幾個(gè)集合。重復(fù)執(zhí)行上述過程,直到所有的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)都被連入輻射性網(wǎng)絡(luò)。
4 算例分析
本文采用IEEE經(jīng)典算例中其中的單電源規(guī)劃算例]進(jìn)行分析,所用算例為一個(gè)具有10個(gè)負(fù)荷點(diǎn),1個(gè)變電站的系統(tǒng)。如圖1所示,S1為己經(jīng)存在的變電站,虛線表示可選的待建饋線。
由于變電站的供電范圍已確定,所以需要對算例中的S1變電站的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃,分別以經(jīng)濟(jì)性、可靠性和兩者綜合最優(yōu)為目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃,結(jié)果圖分別如圖2、圖3和圖4,費(fèi)用結(jié)果如下表所示:
表1 不同目標(biāo)時(shí)的網(wǎng)架規(guī)劃結(jié)果
不同目標(biāo)要求時(shí)候的配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃,單目標(biāo)規(guī)劃時(shí)候只能最大程度上的改善其中的一個(gè)目標(biāo),而另一指標(biāo)不可避免的就會(huì)有所增加,只有在多目標(biāo)規(guī)劃的時(shí)候,才能得到兩者的綜合最優(yōu),使得經(jīng)濟(jì)性和可靠性都能得到相對滿意的結(jié)果,同時(shí)也會(huì)降低總費(fèi)用。
5 結(jié)束語
將多目標(biāo)模型應(yīng)用到配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃中,選擇應(yīng)用蟻群算法這種智能優(yōu)化算法來進(jìn)行優(yōu)化。通過不同目標(biāo)時(shí)候配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃方案的比較分析表明本文的多目標(biāo)規(guī)劃能夠得到更好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]孫洪波,徐國禹,秦翼鴻.電網(wǎng)規(guī)劃的模糊隨機(jī)優(yōu)化模型[J].電網(wǎng)技術(shù),1996,20(5):4-7.
[2]于會(huì)萍,劉繼東,程浩忠等.一種綜合協(xié)調(diào)電網(wǎng)規(guī)劃中經(jīng)濟(jì)性和可靠性矛盾的新方法[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2001,21(2):5-7.
[3]朱旭凱,劉文穎,楊以涵.綜合考慮可靠性因素的電網(wǎng)規(guī)劃新方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2004,28(21):51-54.
[4]伍力,吳捷,鐘丹虹.多目標(biāo)優(yōu)化改進(jìn)遺傳算法在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2000,24(6):45-48.
[5]程浩忠,高賜威,馬則良等.多目標(biāo)電網(wǎng)規(guī)劃的分層最優(yōu)化方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2003,23(10):11-16.
作者簡介:解大琴,女,1982年生,上海工程技術(shù)大學(xué)高職學(xué)院講師,主要研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)規(guī)劃,智能算法