基于改进二进制粒子群算法的配电网重构

论文摘要

配电网络重构作为配电系统优化运行的重要手段,具有十分重大的经济效益和社会效益。配电网重构就是通过操作网络中的分段开关和联络开关,改变网络的拓扑结构,实现减小配电系统的功率损耗,消除线路过载,提高供电质量和恢复对非故障区的供电的等目的。本文以改进二进制粒子群优化算法为基础对配电网络重构问题进行了研究。这无论是对配电网络重构问题本身的解决,还是对智能技术在新领域的拓展,都具有十分重要的意义。首先,提出了一种改进二进制粒子群算法的配电网络重构算法。分析了配电网络重构问题不可行解产生的原因,利用图论的相关知识,改进了粒子群优化算法的位置更新规则,有效地避免了搜索过程中大量不可行解的产生。其次,利用配电网络的层次结构特性,改进基于支路电流的前推回代潮流算法,即分层并行计算各层次的支路电流和节点电压。最后,利用算例对所提算法进行测试。结果表明,基于改进二进制粒子群算法的配电网络重构算法能够有效地提高搜索过程中可行解产生的概率,与其他方法相比具有较高的搜索效率和较快的运行速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪 论
• 1.1 配电网重构的基本知识
• 1.1.1 配电网络现状
• 1.1.2 配电网重构的内容和意义
• 1.2 国内外研究历史和现状
• 1.2.1 传统数学优化算法
• 1.2.2 启发式方法
• 1.2.3 智能优化算法
• 1.3 配电网重构数学模型
• 1.3.1 配电网络重构的目标函数
• 1.3.2 配电网络重构的约束条件
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 配电网重构中的拓扑分析问题
• 2.1 图论基础
• 2.1.1 图论基本知识
• 2.1.2 配电网络重构的不可行解问题
• 2.1.3 配电网图的表示
• 2.1.4 配电网全连通矩阵辐射状判据
• 2.1.5 全连通矩阵辐射状判据改进
• 2.2 配电网络简化分析与优化
• 2.3 算例
• 2.4 本章小结
• 第3章 配电网潮流计算
• 3.1 配电网潮流计算模型描述
• 3.1.1 牛顿类配电网潮流计算方法
• 3.1.2 前推回代法
• 3.2 基于改进前推回代法潮流计算
• 3.2.1 原始数据的数据结构建立
• 3.2.2 拓扑结构表的建立
• 3.2.3 形成层次关系并确定节点计算顺序方法
• 3.2.4 计算步骤及程序流程图
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于改进二进制粒子群算法的配电网重构
• 4.1 基本粒子群算法概述
• 4.1.1 基本粒子群算法的数学模型
• 4.1.2 PSO 的算法流程和程序框图
• 4.2 BPSO 算法及其改进
• 4.2.1 计算过程的改进
• 4.2.2 初始种群的生成策略和更新策略的改进
• 4.2.3 惯性权重系数的改进
• 4.2.4 引入收缩因子的粒子群优化算法模型
• 4.2.5 适应度函数介绍和潮流不收敛的处理
• 4.2.6 粒子群优化算法参数的经验设置
• 4.2.7 改进二进制粒子群算法的主程序模块
• 4.3 算例
• 4.4 本章小结
• 第5章 算例仿真
• 5.1 算例1
• 5.2 算例2
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文
• 附录1 IEEE 16 节点系统参数
• 附录2 IEEE 33 节点系统参数
• 附录3 上海某地区节点系统参数