配电网重构智能算法.doc

基于改进类电磁机制算法的配电网重构摘要:利用求解约束优化问题的类电磁机制算法(ism-likeMechanismMethod,简称COEM算法)进行配电网重构计算。COEM算法中,定义了约束为违反度函数,据此构造新的目标函数,将约束优化问题转化为无约束优化问题来求解,同时又避免惩罚因子难以选择的问题。在算法的局部搜索中设计一个终止准则,增加可行点产生数量,并且重新定义了粒子的电量和合力计算方式,提高算法收敛速度,另外变异策略对种群进行扰动,加速算法收敛到全局最优解。关键词:COEM算法;约束违反度函数;终止准则;收敛速度;变异策略0引言配电网重构的实质是在满足配网各项约束的情况下,通过改变网络中得开关状态,优化配电网的网络结构,从而改善配电系统的潮流分布,使配电网的线损最小或其它指标最优。配电网络重构是一个多目标非线性混合优化问题,处理多目标优化问题,通常采用降维优化法,目前的配电网重构算法大多以线损最小为目标函数,实践证明,当网损下降时,网络的负荷均衡度、线路过载情况和电压质量也能得到改善。配电网重构传统上常用的算法是最优流算法、分支交换法等,人工智能算法由于在求解非线性优化问题方面的优越性,近年来越来越多的被应用在配电网重构研究中,比较成熟的有遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法、人工神经网络等。类电磁机制算法(EM)是Birbil等人在2003年提出的一种新的人工智能算法,模拟带电粒子在电场中受力作用,确立一种新的更为有效地启发式规则,相比其他人工智能算法具有结构简单,易于计算机实现,收敛速度快的特点。原始的EM算法已经成功应用于求解无约束问题,求解配电网重构这样的约束优化问题时需要对该算法进行改进。本文采用文献[]提出的模型转换方法,将约束优化问题转化为无约束问题进行求解。首先,定义了约束违反度函数,据此构造一个新的目标函数,与原目标同解;其次,改进算法的局部搜索功能,提高求解效率;再次,重新定义了粒子的电量和合力计算公式,加快粒子移动速度;最后,引入扰动策略,增强算法局部寻优能力,提高收敛速度和解的质量。1配电网重构的数学模型以网损最小为目标函数的配网重构数学模型为:2 2+bmin =2= max -max maxmaxminmaxmaxNP Qi if K Ri iiUiSSjiS Si jU U Ui iiS Si iI Ii i???? ???(1)式子中,Nb为网络中的支路总数;Ri为支路bi的电阻;Pi、Qi分别为流过支路bi的有功功率和无功功率;Ui为支路bi的末端电压;Ki为开关i的状态变量,0代表打开,1代表闭合;Si表示流过支路i的复功率;Simax表示支路i的最大容量;ε为根据网络结构和系统运行要求等人为设定的任意小的数。:. 0 =1,2i= = + +j=1,2f xg x i qg x j q q mnl x u x R k nk k k? ??????? ? ???????????()(),,()0,1,