城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃.pdf

1、城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一個(gè)具有多目標(biāo)性、不確定性、非線性和多階段性等特點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題，屬于NP難問(wèn)題。本文運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)、智能優(yōu)化算法、可靠性?xún)r(jià)值理論、多目標(biāo)規(guī)劃理論和不確定規(guī)劃理論對(duì)其進(jìn)行了較為深入的研究。 在不同供電區(qū)域負(fù)荷密度和不同變電所容量條件下，對(duì)中壓配電網(wǎng)架空線路和電纜線路常見(jiàn)的幾種接線模式進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性和可靠性計(jì)算分析，研究其隨負(fù)荷密度和變電所容量變化的趨勢(shì)，以及在相同條件下不同接線模式之間的比較。

2、基于定量計(jì)算結(jié)果，經(jīng)綜合考慮，給出了有指導(dǎo)意義的建議方案。 結(jié)合配電網(wǎng)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，運(yùn)用GIS中“層”的概念開(kāi)發(fā)了配電網(wǎng)GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)，為城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃工作提供了有力的輔助手段，可以使規(guī)劃結(jié)果更具實(shí)際意義。 采用最短路徑法產(chǎn)生了中壓配電網(wǎng)的輻射初始網(wǎng)架，并采用遺傳算法(GA)來(lái)優(yōu)化該初始網(wǎng)架。編碼策略采用基于配電網(wǎng)空間GIS的變長(zhǎng)度符號(hào)編碼，使配電網(wǎng)規(guī)劃同地理環(huán)境真正結(jié)合起來(lái)。通過(guò)算例分析，發(fā)現(xiàn)以空間

3、GIS為平臺(tái)，將網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題和圖形問(wèn)題無(wú)縫地結(jié)合，在配電網(wǎng)規(guī)劃工作中取得了良好效果。 從建立城市中壓配電網(wǎng)的全局角度出發(fā)，在輻射接線模式自動(dòng)布局的基礎(chǔ)上，按照正向和反向輻射線路布局的思路，提出了多分段單聯(lián)絡(luò)接線模式的自動(dòng)布局方法，即在進(jìn)行輻射線路布局的同時(shí)考慮了聯(lián)絡(luò)線路的布局，滿足了整體規(guī)劃的要求。在此基礎(chǔ)上提出了三分段三聯(lián)絡(luò)接線模式和多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式自動(dòng)布局的一般性規(guī)劃方法，并通過(guò)實(shí)際算例驗(yàn)證了所提方法的可行性。

4、在配電網(wǎng)空間GIS的環(huán)境下，結(jié)合變電站選址與定容的方法提出了10kV開(kāi)閉所的布點(diǎn)方法，同時(shí)參考輻射接線模式和多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式的自動(dòng)布局方法設(shè)計(jì)了開(kāi)閉所進(jìn)、出線的自動(dòng)布局方法，從而簡(jiǎn)化了帶開(kāi)閉所接線模式的自動(dòng)布局過(guò)程。 采用禁忌搜索算法(TS)對(duì)城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在采用基于空間GIS的變長(zhǎng)度符號(hào)編碼策略來(lái)表示線路的條件下，采用具有禁忌搜索思想的TS來(lái)指導(dǎo)搜索過(guò)程，可以使其自動(dòng)滿足線路的輻射狀布局特點(diǎn)，規(guī)劃結(jié)果切實(shí)

5、可行，并可縮短規(guī)劃時(shí)間。 以簡(jiǎn)單的旅行商問(wèn)題(TSP)為例比較說(shuō)明了GA、TS和它們之間的兩種混合算法在解決大型組合優(yōu)化問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的性能優(yōu)劣，分析采用了TS變異算子的改進(jìn)遺傳算法(遺傳禁忌混合算法)將大大提高其優(yōu)化能力。通過(guò)該遺傳禁忌混合算法(GTHA)在求解實(shí)際的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題時(shí)與其他兩種單一算法的結(jié)果比較，表明其搜索效率相比單一算法有了很大程度的提高，體現(xiàn)了很好的應(yīng)用前景。 采用GTHA來(lái)優(yōu)化求解配電

6、網(wǎng)系統(tǒng)中輻射線路的最優(yōu)分段處理問(wèn)題，所采用模型的目標(biāo)函數(shù)同時(shí)考慮了分段開(kāi)關(guān)的年投資與維護(hù)費(fèi)用以及將可靠性效益轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的用戶(hù)缺電成本，通過(guò)在典型算例和實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用驗(yàn)證了所提方法的可行性。 采用模糊技術(shù)對(duì)城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的經(jīng)濟(jì)性和可靠性這兩個(gè)相互矛盾的指標(biāo)進(jìn)行了模糊化，使其具有同等的地位，在此基礎(chǔ)上建立的多目標(biāo)模型完全適合于作為規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；隨后設(shè)計(jì)的新型多目標(biāo)GTHA完全適合于求解該多目標(biāo)優(yōu)化模型，其中混合

7、使用并列選擇法、保留最佳個(gè)體和共享函數(shù)法的選擇算子考慮了多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的特點(diǎn)。 引入了區(qū)間算法來(lái)表示不確定性負(fù)荷，并對(duì)原數(shù)學(xué)模型和確定性規(guī)劃方法進(jìn)行了修改。將該改進(jìn)算法應(yīng)用于實(shí)際的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃算例，與確定性規(guī)劃得到的結(jié)果相比較，表明所提方法適合于求解不確定性負(fù)荷條件下的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題。 我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制和電力市場(chǎng)化改革是大勢(shì)所趨，本文最后概括介紹了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的新定位、新思路、評(píng)價(jià)新準(zhǔn)則及