多目标配电网网架规划研究

摘 要：配电网网架规划既要考虑经济性要求，又要考虑可靠性要求，两者是对立矛盾的，因而文章将一种模糊多目标规划方法应用到配电网网架规划中。综合配电网的经济性和可靠性两者要求为目标来规划配电网网架结构。算例仿真表明多目标网架规划考虑经济性和可靠性之间的对立和协调，使得两者之间的公共满意度最大化，因而得到了最佳网架结构。

关键词：网架规划；多目标；模糊满意；蚁群算法

1 引言

本文应用一种多目标模型和算法于配电网网架规划中。该算法同时考虑经济性和可靠性两方面的要求，应用一种模糊满意的方法，最终最大化实现配电网的经济性和可靠性指标的公共满意度，使得两者之间的矛盾最小化。

2 网架规划模型

本文同时考虑经济性和可靠性两大要求，经济性要求通常为网络的建设运行费用和损耗费用。可靠性要求为系统的缺电损失费用，两者的计算公式如下：

（1）

（2）

上式（1）中L为n维决策量，代表优化的解，li是L的元素，当线路i被选中架设时li=1，否则li=0。Cl=？着l+？茁l，？着l是线路投资回收率，？茁l是设备折旧维修率；CLP为该条架设线路单位长度的投资费用；Li指的是线路i的长度；Cp是电价（元/kW・h）；？驻P是整个系统总的网络损耗（kW）；？子m指相应的年最大损耗时间（h）。Rbenefit指的是停电损失。

这里用？啄1（e1）和？啄2（e2）分别代表经济性要求和可靠性要求接近其最佳情况的程度。上述模型可转化成下列模型：

（3）

（4）

式中，？孜为两者的公共模糊满意度。

3 求解网架规划模型

本文基于蚁群算法来解决配电网网架规划问题，针对配电网的树性特点，使蚁群的一次游程以某种随机策略形成一个辐射网（即一个网架规划方案）。

本文利用集合的概念进行求解：Ant表示t时刻第n只蚂蚁连入辐射型网络的节点集合；Bnt表示t时刻第n只蚂蚁未连入辐射型网络的节点集合；Cn0表示t=0时刻所有待建线路的集合；Dnt表示t时刻与连入网络的节点相连的属于集合Cn0的边的集合，即可以选择作为下一步待建边的集合；变电站和负荷统称为节点；一条线路表示两个节点间的电气连接。边包括已建线路和待建线路两种。待建边j（j=1，2，…，m）上有两个权值，其中一个权值Cj是线路的费用；另一个权值？子j指的是边j上的信息素。

在每次游历过程中，蚂蚁n都是从t=0时刻出发。蚂蚁n在t时刻先以随机概率从集合Ant中选择线路然后更新两节点集合，同时更新其他几个集合。重复执行上述过程，直到所有的负荷节点都被连入辐射性网络。

4 算例分析

本文采用IEEE经典算例中其中的单电源规划算例]进行分析，所用算例为一个具有10个负荷点，1个变电站的系统。如图1所示，S1为己经存在的变电站，虚线表示可选的待建馈线。

由于变电站的供电范围已确定，所以需要对算例中的S1变电站的网架结构进行规划，分别以经济性、可靠性和两者综合最优为目标进行规划，结果图分别如图2、图3和图4，费用结果如下表所示：

表1 不同目标时的网架规划结果

不同目标要求时候的配电网网架规划，单目标规划时候只能最大程度上的改善其中的一个目标，而另一指标不可避免的就会有所增加，只有在多目标规划的时候，才能得到两者的综合最优，使得经济性和可靠性都能得到相对满意的结果，同时也会降低总费用。

5 结束语

将多目标模型应用到配电网网架规划中，选择应用蚁群算法这种智能优化算法来进行优化。通过不同目标时候配电网网架规划方案的比较分析表明本文的多目标规划能够得到更好的效果。

参考文献

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作者简介：解大琴，女，1982年生，上海工程技术大学高职学院讲师，主要研究方向为配电网规划，智能算法