基于改进免疫遗传算法和GIS的输电网架智能扩展规划

论文摘要

输电网规划是电网规划的重要组成部分,是保障输电网结构合理、电力系统稳定发展的一项重要工作,属于多目标、多约束、非线性的混合整数优化问题。本文搭建了输电网规划数学模型,计及“N-1”安全准则,对由此增大的断线分析计算量,引入故障排序法提高计算效率。为克服遗传算法容易未成熟收敛和陷入局部最优的缺陷,同时进一步提高算法收敛性能,引入免疫机制,提出了免疫浓度调节策略、免疫记忆策略和免疫疫苗接种策略三大改进策略,得到一种改进的免疫遗传算法（Improved Immune Genetic Algorithm,ⅡGA）。将地理信息系统（GIS）引入到输电网规划中,并与ⅡGA结合,设计了抗体的GIS初始化、“双线供电模式”免疫疫苗GIS提取的方法,实现了基于ⅡGA和GIS的输电网扩展规划。最后用一个标准算例验证了ⅡGA应用于输电网规划的有效性和优越性；用本文的依托项目：河北南网500kV输电网远景规划项目的提交方案,验证了将ⅡGA和GIS结合应用于实际输电网规划的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 输电网规划研究现状
• 1.2.1 数学方法在电网规划中的应用
• 1.2.2 地理信息系统在电网规划中的应用
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 输电网规划数学模型
• 2.1 输电网扩展规划框架
• 2.2 潮流计算的数学模型
• 2.2.1 交流潮流计算方程
• 2.2.2 直流潮流计算方程
• 2.3 输电网规划数学建模
• 2.3.1 目标函数
• 2.3.2 约束条件
• 2.4 本章小结
• 第3章 改进的免疫遗传算法
• 3.1 算法概述
• 3.2 遗传算法基本原理
• 3.2.1 遗传算法的含义及特点
• 3.2.2 遗传算法模型
• 3.2.3 遗传算法存在的缺陷
• 3.3 免疫机制及其对遗传算法的启示
• 3.3.1 免疫系统运行机制
• 3.3.2 免疫机制对遗传算法的启示
• 3.4 基于免疫机制的改进免疫遗传算法
• 3.4.1 免疫遗传算法的改进策略
• 3.4.2 免疫遗传算法的过程设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 地理信息系统及其在电网规划中的应用
• 4.1 地理信息系统概述
• 4.1.1 地理信息系统的定义与发展
• 4.1.2 地理信息系统的基本功能
• 4.2 地理信息系统在电网规划中的应用
• 4.2.1 地理信息系统在电力系统中的应用
• 4.2.2 地理信息系统在电网规划中的应用
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于ⅡGA和GIS的输电网扩展规划
• 5.1 GIS平台搭建及网架规划模块设计
• 5.1.1 系统平台总体设计
• 5.1.2 网架规划模块设计
• 5.2 输电网扩展规划算法设计
• 5.2.1 抗体的GIS初始化
• 5.2.2 聚合适应度函数
• 5.2.3 “N-1”故障检验与排序
• 5.2.4 免疫疫苗GIS提取
• 5.2.5 算法的GIS实现
• 5.3 算例与分析
• 5.3.1 Garver-6系统算例
• 5.3.2 500kV输电网规划项目算例
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢