基于改进单亲遗传算法的配电网重构方法研究

论文摘要

配电系统是电力系统的重要组成部分,在电力生产和用户之间起着关键的桥梁作用。在当前国民经济迅猛发展、供电日趋紧张的情况下,通过配电网络重构,充分发挥现有配电网的潜力,提高系统的安全性和经济性,具有很大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了传统配电网重构方法和部分现代计算方法,总结了它们各自的优缺点;阐述了配电网的拓扑分析和潮流的各种计算方法,并重点介绍了本文所采用的前推后代法的具体实现方法;介绍了基本遗传算法的步骤和要素,给出了几种改进的遗传算法,着重介绍了单亲遗传算法在适应度函数确定、选择方式、停机条件等方面和基本遗传算法的相同点,以及在编码方式、遗传算子的设计、应用领域等方面于基本遗传算法的不同点。本文根据配电网运行的实际要求,考虑网损和安全性两个目标以及负荷平衡等多个约束条件,并利用加权系数法将多目标优化问题转化为单目标求解;针对传统遗传算法求解配电网重构问题效率不高以及各种改进遗传算法操作复杂的情况,提出了一种基于配电网重构的改进单亲遗传算法。该算法根据配电网的结构减少了染色体的编码长度,设计了基于配电网“环”的染色体编码策略和基因移位、基因突变两种单亲遗传算子,避免了基本遗传操作时产生的大量不可行解,提高了算法的收敛速度;对配电网中公共开关的处理问题进行了研究,提出了公共开关的处理规则,进一步提高了算法的搜索效率。仿真实验中通过对IEEE RBTS BUS 4和IEEE 69节点系统的仿真,证明了本文算法的可行性和高效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 配电网重构的研究意义
• 1.2 配电网重构算法综述
• 1.2.1 数学优化方法
• 1.2.2 最优流模式法
• 1.2.3 开关交换算法
• 1.2.4 人工智能算法
• 1.3 本文所做的工作
• 第二章 配电网络拓扑分析与潮流计算
• 2.1 引言
• 2.2 配电网络拓扑分析
• 2.2.1 配电网的接线分析
• 2.2.2 配电网的支路节点编号
• 2.2.3 配电网的支路数据存储方式
• 2.3 配电网络的潮流计算
• 2.3.1 配电网潮流计算的数学模型
• 2.3.2 配电网潮流计算方法综述
• 2.3.3 本文采用的潮流计算方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 基本遗传算法及其改进
• 3.1 概述
• 3.2 基本遗传算法
• 3.2.1 基本遗传算法的数学模型
• 3.2.2 基本遗传算法的步骤
• 3.3 遗传算法的几个要素
• 3.3.1 编码
• 3.3.2 适应度函数
• 3.3.3 选择方式
• 3.3.4 停机条件
• 3.4 改进的遗传算法
• 3.4.1 改进的遗传算法一
• 3.4.2 改进的遗传算法二
• 3.4.3 改进的遗传算法三
• 3.5 本章小结
• 第四章 单亲遗传算法
• 4.1 单亲遗传算法的编码问题
• 4.1.1 序号编码方式
• 4.1.2 浮点数编码方法
• 4.2 单亲遗传算法的遗传算子
• 4.3 单亲遗传算法的应用领域
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于配电网重构的改进单亲遗传算法
• 5.1 配电网重构的数学模型
• 5.2 基于“环”网的改进单亲遗传算法
• 5.2.1 配电网中的“环”及其分解
• 5.2.2 染色体的编码策略
• 5.2.3 改进的单亲遗传操作
• 5.2.4 对配电网中公共开关的处理
• 5.3 算法的步骤
• 5.4 本章小结
• 第六章 配电网重构仿真实例
• 6.1 IEEE RBTS BUS4 系统
• 6.2 IEEE 69 节点系统
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读硕士学位期间发表论文目录）
• 附录B （攻读硕士学位期间参与相关课题）