配电网络多目标优化模型和算法研究

论文摘要

配电网络规划是一个具有不确定性、非线性、多目标性和动态性等特点的复杂系统优化问题。论文在配电网络规划理论、多目标规化、遗传算法、MATLAB优化工具的指导下,主要对配电网络多目标经济性优化方法,可靠性规划缺电成本的定量计算,以及综合经济性和可靠性规划评价体系进行了研究,其内容如下:首先,在分析和研究现有研究输配电网规划优化模型的基础上,以规划时间、目标函数、经济可靠为划分依据,分析总结了静态模型、动态模型、目标模型和多阶段多目标模型的研究进展和存在问题,并在了解传统输配电网络模型简化和改进方法的基础上,从非线性模型线性化、多目标归一化、动态模型静态化、分层规划单层化等几方面对优化模型的简化改进方法进行归纳,阐述了输电网络优化模型的研究方向。其次,在探讨前人对配电网经济性优化模型以及针对目前难以解决地综合考虑经济性配电网规划问题的基础上,考虑经济电流密度、有功损耗、功率平衡、N-1安全准则、有向拓扑、功率限值和电压限值等约束条件下,借鉴辐射状接线配电网、多目标规划运筹理论和遗传算法,以供电方的建设投资费用和年网损费用最小为目标函数,提出了区域配电网络多目标经济性优化的数学模型。在算法上,主要研究了实数编码并行优化的处理方法、引入退火罚因子设计动态罚函数处理约束条件、基于遗传算法电网路径与潮流的自识别解码方法、遗传算子的自适应调整方法等,来保证遗传算法在辐射状配电网拓扑约束中提高自动识别配电网布置状况和供电路径能力,确保可行解的搜索方向,使遗传寻优顺利进行。然后,在直接缺电成本停电损失调查问卷定性评估法和间接缺电成本用户缺电损失计算方法的前提下,分析配电网切负荷节点的过负荷有效能力和该节点单位切负荷费用两个影响因素,定量分析与计算最小切负荷量的缺电成本。凭借双电源手拉手接线方式和最佳的切负荷节点位置和切负荷量的评判条件,分析与计算最小切负荷量的缺电成本,使可靠性指标更能合理地转化为经济指标,以满足规划方案可靠性经济评价要求。最后,在依据配电网多目标规划评价指标选择原则和常用配电网系统可靠性经济评价方法基础上,建立了综合经济性和可靠性的配电网规划评价指标体系;在研究和分析综合考虑经济性和可靠性费用平衡关系、配电网经济评估原则、安全稳定准则、可靠性要求及其相应评价指标的前提下,按初步设置评价指标和分析规划评价两个阶段,提出了配电网规划评价体系的操作方法和实施步骤。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 多目标输配电网规划优化模型的研究进展
• 1.2.1 输配电网规划优化模型的研究进展
• 1.2.2 输配电网静态规划模型
• 1.2.3 输配电网目标规划模型
• 1.2.4 输配电网动态规划模型
• 1.2.5 输配电网多阶段多目标电网规划模型
• 1.3 输配电网模型简化方法研究进展
• 1.3.1 传统输配电网的模型简化和改进方法
• 1.3.2 输配电网规划优化模型的简化改进方法
• 1.4 今后输配电网规划优化模型发展方向
• 1.5 研究内容与技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 第二章 配电网络多目标经济性优化模型和算法的研究
• 2.1 引言
• 2.2 配电网络多目标经济性优化模型的建立
• 2.2.1 一般多目标优化的数学模型
• 2.2.2 配电网络多目标经济性优化模型的建立
• 2.3 配电网络多目标经济性优化算法的研究
• 2.3.1 分析配电网络拓扑约束有向图的结构理论
• 2.3.2 辐射状接线配电网的多目标优化方法
• 2.3.3 考虑最小投资费用和年网损费用的经济性模型计算方法
• 2.4 配电网络多目标经济性优化模型计算流程
• 2.5 算例的计算与分析
• 2.5.1 基本概况
• 2.5.2 配电网拓扑约束有向图的处理
• 2.5.3 遗传算法控制参数选择与调整
• 2.5.4 潮流功率的推求
• 2.6 本章小结
• 第三章 考虑最小切负荷费用可靠性模型及算法的研究
• 3.1 直接缺电成本的停电损失数据统计和调查问卷定性评估法
• 3.2 间接缺电成本的用户缺电损失的计算方法
• 3.3 考虑最小切负荷费用可靠性模型及算法的研究
• 3.3.1 考虑最小切负荷费用可靠性模型的建立
• 3.3.2 考虑最小切负荷费用缺电成本的计算方法
• 3.4 考虑最小切负荷费用可靠性算例的计算与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 综合经济性和可靠性配电网规划评价指标体系的研究
• 4.1 配电网规划评价体系
• 4.1.1 配电网多目标规划评价指标选择原则
• 4.1.2 配电网规划经济性和可靠性评价指标体系的组建结构
• 4.2 综合考虑经济性和可靠性费用的平衡关系
• 4.3 配电网经济评估原则及指标
• 4.4 配电网安全稳定准则及指标
• 4.5 可靠性要求与评价指标
• 4.6 配电网规划评价体系的实施步骤和操作方法
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介