城市中壓配電網聯絡線優化分析

任劍輝（廣東電網有限責任公司江門鶴山供電局,廣東　鶴山529700）

城市中壓配電網聯絡線優化分析

任劍輝
（廣東電網有限責任公司江門鶴山供電局,廣東鶴山529700）

在電力事業的可持續發展中，城市中壓配電網聯絡線的優化模式成為了電力企業發展的重點。城市中壓配電網聯絡線在優化過程中，不同變電站的遍歷順序不同，會導致城市中壓配電網聯絡線路優化方案的不同。針對這一現象，筆者結合自身多年工作經驗，對城市中壓配電網聯絡線的優化提出優化措施，并利用算法完善聯絡方案，使城市中壓配電網聯絡優化方案更具可靠性。

配電網；聯絡線；遺傳算法

1　城市中壓配電網絡規劃分析

（1）根據分布預測、變電站的規劃模式以及變電站的供電范圍，在該范圍之內所需要的負荷分布狀態，積極將高壓變電站之中的電源點改變為輻射型樹狀的配電網。

（2）在對輻射型網絡進行分析與研究過后，需要對變電站的備用容量大小與可靠性進行探究，在降低資金使用率中確定配電網的接線模式以及聯絡線路的基本走向[1]。

現如今，根據研究調查，第一階段的研究方案眾多，但是第二階段的研究工作非常少，因此，筆者的研究方向便是當形成輻射型配電網過后，需要對變電站所出現的數量、走向進行確定，并及時對中壓配電網聯絡線的算法進行分析與研究。

在進行聯絡優化算法中，如果對所有的接線模式進行分析，并且在考慮到地理位置、資金使用等因素下，會導致聯絡方式變得復雜。筆者認為最佳組合方式便是在依據輻射型網絡中，進行單環型接線的優化，使其在出線間形成手拉手的聯絡模式。此外，在我國電力事業的發展中，接線模式變得更加復雜，所以本文僅對輻射型網絡中所實現的變電站出線的手拉手聯絡進行探究。

從整體角度分析，單環網聯絡線在進行優化中需解決的問題是在一條中壓配電線發生故障，那么故障之外的線路仍然可以為用戶供電，每一個變電站在利用其它變電站的基本功能中，能夠實現出線間的一對一聯絡，并根據地理信息，將聯絡線路的固定資金降低到預算資金之內[2]。此外，單環網聯絡線優化問題具備一定的NP性質，在整個街道之中能夠形成兩兩聯絡的方式，這種模式不僅投資金額比較小，并滿足約束力，需在城市的規劃區內進行搜索出現聯絡組合，這不僅浪費時間、精力，并且無法根據地理信息找到投資最小的聯絡方式，因此，需形成聯絡費用矩陣，在修改矩陣的基礎上獲取到最佳的聯絡方式。

2　聯絡線優化算法的數學模式

將總目標函數設置為F，配網經濟性指標設置為F1，配網可靠性指標設置為F2，配網允許的可靠性現象設置為R，配網規劃的約束條件設置為G，那么其聯絡線優化算法的數學模式可以表示為：

2.1 經濟性指標

所謂的經濟性指標從聯絡線優化算法角度分析，可以被認定為所有聯絡線的一種靜態投資總額，是多有投資額的總長度乘以線路的單位長度費用[3]。

其中，Li表示的是i條線路的主要長度，U表示是聯絡線單位長度費用。

2.2 可靠性約束

為了從本質上將配網聯絡線的優化方案變得簡單化，本文采用以下工作，將前述數學模型之中的可靠性指標在計算中作為定性計算。

（1）確定相鄰站。相鄰站主要是指兩個相互靠近的變電站，其中兩個變電站的聯絡需要在相鄰的站中所完成。在進行計算的時候，要派相關規劃人員對變電站進行檢查，觀察兩個變電站是不是屬于相鄰站，如果屬于相鄰站，則需要將數據進行推算。

（2）對站間聯絡點進行確定。通常情況下，站間聯絡線與站內聯絡線是組成中壓配電網聯絡線的主要模式，為從根本上減少資金投入，提高可靠性，變電站的聯絡線需要在按照按照相關比例中對站間聯絡線與站內聯絡線進行分析[4]。筆者認為，站內聯絡與站間聯絡不僅是變電站的一種需求，并且也是對人員進行規劃的一種調整。

2.3其他方面的約束

聯絡線的出現均要符合線路的基本要求，并且可以將相互聯絡的故障進行分析與探究，因此，每一條出現需要預留50%的裕度，使正常線路的最大符合是該條連續安全載流量的一半。

3　雙層聯絡線優化算法

根據上文內容，本文提出了雙層聯絡線優化算法，主要包括全局優化以及局部優化。

首先，通過國內院校課程調研，準確把握該課程目前存在主要問題；深入企業調研，分析各就業崗位的特點，提煉典型工作任務要求，根據以上兩者所需的能力要求，構建學生所需知識、素質網絡，設計課程教學內容。其次，通過聘請課程專家和企業專家，分析對應崗位的工作能力要求，構建基于就業導向的課程內容；針對課程內容，確立課程主講教師任職能力需求。隨著食品工業的發展，伴隨著新的食品質量與安全問題，因此需要不斷更新課程內容，以滿足新形勢下為社會和企業培養與時俱進的人才。最終，建立一套基于就業導向的“食品質量安全管理”課程標準。

3.1遺傳算法基礎下的全局搜索

從整體角度分析，變電站與其它相鄰站的出線之間是需要聯絡的，在聯絡的過程中需要按照不同的順序，形成各種方案。此外，還需將遺傳算法作為主要目標，在遺傳算法的基礎上對其進行全局搜索。

3.2最小權匹配的局部尋優

對于經過搜索所得到的變電站遍歷順序，需要對出現與相鄰站出現之間的聯絡線進行局部優化，本文以最小權匹配算法作為主要背景，當出前站出線與相鄰站之間形成一對一聯絡的時候，需要將聯絡的總線數量見減小，并且在后期的計算之中要將已經聯絡的線路進行優化處理。

4　基于遺傳發的全局搜索算法

對數據進行預處理的時候需要對變電站的聯絡點以及最短路徑進行研究，在后期的優化中，要對所計算出的路線形成實施搜索空間[5]。其中，基于遺傳算法的全局搜索算法的流程（見下圖）.所涉及到的技術問題見下文。

遺傳算法的全局搜索算法

在遺產算法中，染色體所代表的便是變電站的順序，對其實施適應度計算能夠實現對變電站的優化，最后將聯絡線的總投資費用進行求出。本文為獲取到最佳的聯絡方式，在應用總投資費用中將倒數作為適應度值，因此適應度的計算公式表示為：

4.2遺傳操作過程

4.2.1選擇算子

選在選擇算子之中要將算子作為主體內容，主要是指在選中過后遺傳到下一代群體之中的概率，是一種與適應度相對比的一種比例。如果將群體的大小設置為M，個體適應度設置為F1，那么個體被選中的概率Pis則表示為：

但是，為從根本上避免交叉與變異操作所造成的損失，則需要在種群中將最高的適應度進行放棄，使其不參與到交叉與變異的運算之中，使其能夠代替適應度比較低的個體。

4.2.2交叉算法

筆者將個體利用編碼進行表示，在進行遺傳操作的時候，需要對個體的類型進行對應，將其作為變電站的主要規劃順序。只有如此，才能保證在交叉運算的過程中能夠實現交叉算子。其中操作的步驟為：

（1）要實現群體中個體的配對；

（2）對個體進行隨機設置使其能夠與相應的交叉點聯絡；（3）將每一個相互配對的個體按照交叉的概率進行交換，從而產生新的個體[6]。

5　結語

本文針對中壓配電網聯絡優化問題展開討論，將遺傳算法與最小匹配算法相結合，使其成為最佳的優化方法，在獲取到最佳聯絡方案的同時，將中壓配網線路聯絡優化的復雜問題進行解決，促進電力事業的可持續發展與進步。

[1]葛少云,巫卿,閆大威,王澍.城市中壓配電網聯絡線優化研究[J].電力系統及其自動化學報,2005(06):43-49.

[2]歐陽武,程浩忠,張秀彬,王一,王建民.城市中壓配電網最大供電能力評估方法[J].高電壓技術,2009(02):403-407.

[3]謝曉文,劉洪.中壓配電網接線模式綜合比較[J].電力系統及其自動化學報,2009(04):94-99.

[4]路志英,田碩,程亮,陳靖.改進ACO算法的中壓配電網單環網自動布線[J].電力系統及其自動化學報,2014(06):47-53.

[5]熊振東,程鵬.中壓配電網供電方案經濟性分析[J].電力系統及其自動化學報,2010(01):150-155.

[6]田懷源,周步祥,李保生.城市中壓配電網規劃接線模式和拓撲計算分析[J].山東電力技術,2011(03):42-47.