配电网络分析及网络重构的研究

论文摘要

配电网是电力系统的重要组成部分,是直接与用户联系并向用户供电的重要环节。智能配电网是其发展的必然选择,而配电网重构是智能配电系统的主要组成部分,也是配电网优化运行的一个重要工具。首先介绍了配电网重构的概念和研究意义,研究了配电网重构国内外的研究现状,分别综述了数学优化方法、启发式方法以及人工智能方法在配电网重构的应用,分析了各种应用的优缺点。在配电网重构时需要对配电网进行拓扑分析和潮流计算,本文结合配电网网络拓扑呈树状辐射性的结构特征,形成了以多叉树为基础的配电网拓扑结构分析方法。它能够根据配电网的开关状态变量的改变,自动识别配电网网络拓扑结构的变化;在网络拓扑的基础之上,借助于遍历技术实现了配电网潮流计算,为配电网重构的实现打下基础;针对粒子群算法优化搜索早熟现象,尝试将二进制粒子群算法和具有良好局部优化能力的小生境算法进行结合,形成小生境二进制粒子群智能优化算法。将小生境二进制粒子群算法应用到配电网重构中,以配电网支路开关为控制变量,小生境二进制粒子群算法为优化控制手段,不同网络拓扑结构下潮流计算所得的网络损耗为反馈信息,实现对配电网网络拓扑结构的优化控制,从而达到降低配电网的网络损耗,优化配电网运行的目的。同时,针对配电网网络结构辐射状运行电力能量流单相流动的特点,在对支路开关编码的基础上,重新定义了划分小生境的海明距离测度定义,使之能够更好地划分小生境境地。在VC6.0平台上用C语言编程实现了配电网拓扑结构的识别、配电网潮流的计算以及小生境二进制粒子群算法在网络重构上的应用,以三个典型的配电网测试系统为例验证了算法的有效性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 配电网重构的概念及研究的意义
• 1.2 配电网重构国内外研究现状
• 1.2.1 采用数学优化方法的配电网络重构算法
• 1.2.2 基于启发式搜索的配电网络重构算法
• 1.2.3 基于人工智能的配电网络重构算法
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 配电网络拓扑分析及其潮流计算
• 2.1 配电网拓扑结构
• 2.1.1 配电网的表示形式
• 2.1.2 配电网拓扑信息的存储结构
• 2.1.3 配电网拓扑结构的遍历
• 2.2 配电网潮流计算
• 2.2.1 配电网潮流计算方法
• 2.2.2 基于支路功率的前推回代法
• 2.2.3 在配电网络拓扑基础之上的前推回代法潮流计算
• 2.3 潮流计算算例分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 小生境二进制粒子群算法
• 3.1 群智能优化算法
• 3.2 二进制粒子群算法
• 3.2.1 基本粒子群算法
• 3.2.2 二进制粒子群算法
• 3.3 小生境技术
• 3.4 小生境二进制粒子群算法
• 3.4.1 小生境二进制粒子群算法
• 3.4.2 算法程序NBPSO 的算法流程
• 3.5 函数优化算例分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 小生境二进制粒子群算法在配电网重构的应用
• 4.1 配电网络的特点
• 4.2 配电网重构的数学模型
• 4.3 基于小生境二进制粒子群算法的配电网重构
• 4.3.1 编码
• 4.3.2 初始化种群
• 4.3.3 适度值函数
• 4.3.4 粒子小生境群体的划分
• 4.3.5 粒子位置和速度的更新
• 4.3.6 小生境群体粒子个体适应值的调整
• 4.3.7 终止规则
• 4.3.8 不可行解的产生及解决
• 4.4 算例分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 附录