基于遺傳算法的中壓配電網開關優化投資模型

陳光

摘 要：本文針對電網中壓配電網中開關的投資進行研究，通過分析開關的類別，進行開關的優化配置，從而提高配電網的可靠性和經濟性。首先對國內外中壓配電網建設進行簡單描述，從定性和定量的角度來分析中壓電網中開關的投運和設置，建立數學模型，再將遺傳算法運用到中壓電網開關設計中，從而計算出最優的方案。

關鍵詞：中壓配電網 遺傳算法 開關 最優化

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（c）-0044-02

中壓配電網是電網發展的重要一環，是連接輸電網和用戶之間的紐帶，中壓配電網的經濟性和可靠性也就影響到了整個電網的安全穩定經濟的運行。對于中壓配電網，架空線中投資較多且對其運行可靠性影響較多的是開關設備的建設與投資，如何保證其在可靠運行的情況下最優，是現階段國內外研究的熱點。

1 遺傳算法（Genetic Algorithm）

遺傳算法通過編碼、迭代、交叉、變異，遺傳仿照自然進化原理進行概率搜索的一種方法。遺傳算法從一組隨機的數字串開始，對種群中的染色體進行交叉變異，形成新的基因，迭代生成新的種群，從而形成最優解。

遺傳算法中的初始種設置，迭代篩選條件，以及變異量都會影響到其變化，種群中每一個染色體的變化都可能會影響到整個種群的性質以及該算法的性能，根據特定的問題對遺傳算法進行改進，加快其收斂到全局最優解。

2 遺傳算法中壓配電網開關建設上的應用

2.1 中壓配電網開關分類

中壓配電網中，根據線路上開關性質的不同，通常將其分成分段開關和聯絡開關兩類分段開關：正常運行狀態處于合位，故障運行狀態可進行分閘操作排除故障位置，通常其設立是按照該線路所帶負荷、容量以及線路長度進行分段。聯絡開關：聯絡兩回不同線路的開關，正常狀態下處于分閘位置，線路出現故障進行倒負荷，減少停電范圍，保證電網用電安全可靠。

2.2 中壓電網開關設置優化模型

中壓電網開關建設采用的費用通常分成兩大類，固定費用和臨時費用，也可以分為建設投資費用和運行保護費用，如式（1）所示。

2.3 中壓電網開關設置優化模型

（1）設定遺傳算法的初始條件。

（2）將饋線上開關信息按照染色體上的編碼進行配置好。

（3）計算出每個系統中可靠性指標以及經濟指標。

（4）從而求出個體的適應度，迭代得到新的種群。

（5）對新的種群進行計算迭代，當達到最大迭代次數或結果收斂，則停止輸出結果。

3 算例分析

本文采用RBTS-BUS6系統進行算法實現，其中柱上斷路器15萬元/組，裝置的使用期限是20年，維修支出每年3%，貼現率10%。

根據遺傳算法中的迭代結果，到第八次迭代已經收斂，最后輸出迭代結果，可以看出，工業和商業的負荷處4個節點需要額外配置開關而居民和農業用負荷不用額外配置開關。

這與實際生產生活中的狀態基本相同，負荷用電實際且滿足經濟可靠目標。

4 結語

本文以中壓配電網中架空線路的開關建設作為研究對象，采用遺傳算法對其配置進行計算和優化配置，節省了優化時間，成功優化多目標函數問題，提高了計算機計算速度，最后結果經濟可靠。

參考文獻

[1] 鐘成杰.基于蟻群算法的配電網開關優化配置[J].中小企業管理與科技，2013（7）：230-232.

[2] 萬國成，郭曉玉，仁震.配電饋線上分段開關的設置[J].繼電器，2002，30（11）：10-13.

[3] 雷英杰.Matlab遺傳算法工具箱及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2005.

[4] 王東，史燕琨，叢吉遠，等.災變遺傳算法在配電網開關優化配置中的應用[J].高壓電器，2004，40（3）：180-182.

[5] 劉博，景菲，王文濤，等.中壓配電網的線路分段開關優化規劃[J].黑龍江電力，2004，26（4）：305-307.