基于免疫二进制粒子群算法的配电网重构

论文摘要

配电系统作为电力系统的一个组成部分,起着连接电力生产和电力用户两方面的重要作用。而配网重构在配电系统自动化中是非常重要的方面。随着国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,人们对配电系统的可靠性、安全性和经济性等方面提出了越来越高的要求。配电网重构作为改善配电网运行方式的优化方法,由于不需要增加额外投资,却能极大程度的提高配电网运行质量,因此越来越受重视。配电网重构问题是一个大规模的、混合整形、非线性组合优化问题,属于电力系统的NP难问题。配电网重构目的是通过改变线路开关的状态来变换网络结构,从而达到减小网络损耗、平衡负荷、消除过载、提高供电可靠性的目的。本文首先分析了配电网络重构的意义、研究现状,比较了当前配电网重构的各种算法。阐述了配电网潮流计算的各种计算方法,重点介绍了前推回代法潮流计算。利用深度优先搜索算法分析配电网络的拓扑结构及确定节点计算的先后顺序,算例结果表明该潮流算法具有较好收敛性。深入地研究分析了粒子群算法、二进制粒子群算法和免疫算法的基本原理,提出了免疫二进制粒子群算法,针对配电网闭环设计、开环运行的特点引入基于网孔的开关编码策略,对二进制粒子群算法（DPSO）进行了改进并成功应用于配电网重构中,该方法减少了不可行解的数量,提高了计算速度;同时又结合免疫算法的机理保持种群的多样性,解决了二进制粒子群算法易“早熟收敛”的问题,提高了算法在整个解空间的搜索能力,加快收敛速度。建立了以网损最小为重构目标的配电网重构数学模型,给出了基于免疫二进制粒子群算法配电网重构的基本步骤和流程框图,并利用VC++6.0编写了有关实用程序。通过对IEEE三个典型的配电网算例的重构,验证了免疫二进制粒子群算法在配电网重构中的有效性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 配电网重构的研究目的及意义
• 1.2 配电网重构的研究现状
• 1.2.1 传统的数学优化算法
• 1.2.2 最优流模式算法
• 1.2.3 开关交换算法
• 1.2.4 人工智能算法
• 1.3 配电网重构的发展方向
• 1.4 配电网重构的数学模型
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 配电网的潮流计算
• 2.1 配电网潮流计算特点
• 2.2 配电网潮流计算方法
• 2.3 前推回代法计算配电网潮流
• 第三章 免疫二进制粒子群算法研究
• 3.1 基本粒子群算法
• 3.1.1 粒子群算法简介
• 3.1.2 基本粒子群算法原理
• 3.1.3 基本粒子群算法流程
• 3.2 二进制粒子群算法
• 3.2.1 二进制粒子群算法原理
• 3.2.2 二进制粒子群算法流程
• 3.3 免疫算法
• 3.3.1 免疫系统简介
• 3.3.2 免疫算法原理
• 3.3.3 改进的免疫算法的计算步骤
• 3.4 免疫二进制粒子群算法
• 第四章 以网络损耗最小为目标的配电网重构
• 4.1 程序结构
• 4.2 主程序模块
• 4.2.1 初始种群生成子模块
• 4.2.3 终止准则
• 4.3 DPSO模块
• 4.3.1 适应值函数的确定
• 4.3.2 种群的更新规则
• 4.3.3 辐射状网络判断
• 4.3.4 免疫DPSO算法的迭代循环
• 4.4 算例分析
• 4.4.1 IEEE16节点算例
• 4.4.2 IEEE33节点算例
• 4.4.3 PG&E69节点算例
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究工作展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表