[0124] (2)網(wǎng)架編碼變異操作如下：隨機(jī)選擇一個或多個要進(jìn)行變異的位，對每一位在 0~6中隨機(jī)選一個值將其替換；分區(qū)編碼變異操作如下：互換隨機(jī)選擇的不重合的兩段編 碼。
[0125] (3)交叉、變異操作后，檢驗(yàn)當(dāng)前種群各個體。若不滿足要求，則對個體的編碼進(jìn)行 修正，主要包括網(wǎng)架編碼中對現(xiàn)有回路的考慮、按照節(jié)點(diǎn)的分區(qū)屬性值調(diào)整其所在分區(qū)。研 究表明，對編碼進(jìn)行以上修正可大大提高進(jìn)化效率。
[0126] 本發(fā)明使用聯(lián)合規(guī)劃方法，結(jié)合相應(yīng)編碼及遺傳算法的網(wǎng)架優(yōu)化算例如下：現(xiàn)有 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖3所示，經(jīng)過以上所述方法的優(yōu)化規(guī)劃，得到如下表所屬的可行網(wǎng)架建設(shè)方 案。

[0129] 求解后得到的新網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖4所示。
[0130] 本發(fā)明利用聯(lián)合規(guī)劃方法對現(xiàn)有網(wǎng)架進(jìn)行再次規(guī)劃優(yōu)化，得到優(yōu)化結(jié)果如圖4 所示：新增了 1到9、9到10、13到14、10到11的網(wǎng)架，圖中用紅色弧線表示；原有網(wǎng)架 1-2-3-4、5-8-11-13、6-7-8-9、14-15-16可以繼續(xù)得到充分利用。同時(shí)原有網(wǎng)架4到5、6 至IJ10、12到15可以留作備用，用虛線表示，平時(shí)開環(huán)運(yùn)行，有線路故障時(shí)閉環(huán)保證供電不間 斷。
[0131] 需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包 括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案 得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1、對整個城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)；按照線性規(guī)劃方法對所規(guī)劃區(qū)域的電 網(wǎng)進(jìn)行供電能力計(jì)算；借助于分層規(guī)劃的思想建立聯(lián)合優(yōu)化的兩層多目標(biāo)聯(lián)合規(guī)劃模型； 對兩層多目標(biāo)規(guī)劃問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析； 步驟2、采用聯(lián)合編碼方式將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與分區(qū)方式進(jìn)行聯(lián)合編碼；根據(jù)聯(lián)合編碼采用 兩層多目標(biāo)遺傳算法對編碼進(jìn)行處理，得到規(guī)劃運(yùn)算結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述對整 個城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)的方法為：以最高電壓等級變電站為主要分區(qū)依據(jù)，將下 一級變電站劃入到相應(yīng)各自的變電站的供電管轄范圍中，從而形成一個個或多個最高電壓 等級的變電站帶動一片低電壓等級地區(qū)的格局。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述按照 線性規(guī)劃方法對所規(guī)劃區(qū)域的城市配電網(wǎng)進(jìn)行供電能力計(jì)算的數(shù)學(xué)模型為：式中，PSC表示供電能力，^i為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的個數(shù);P1為第i個負(fù)荷點(diǎn)的有功功率；Ρ、Θ 分別為節(jié)點(diǎn)有功注入和電壓相角向量，B為網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納陣，CulOT，Cuhlgh分別為線路容量的下限 和上限， Pl，lciw，Pl，hlgh分別為節(jié)點(diǎn)功率的下限和上限。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述兩層 多目標(biāo)聯(lián)合規(guī)劃模型包括第一層規(guī)劃模型和第二層規(guī)劃模型，其中，第一層規(guī)劃模型為： LI: Min [Cf (x), -Psc (x, y)] s. t. g(x，y) {彡，=，彡}0 式中：y為連續(xù)變量，表示潮流和電壓；X為整數(shù)變量，表示線路建設(shè)的決策變量；Cf (X) 表示線路投資；Pse(x，y)為連通網(wǎng)架的供電能力；g(x，y){彡，=，彡}〇為規(guī)劃中的所有 約束條件集合，包括網(wǎng)架結(jié)構(gòu)約束、直流潮流約束、N-I狀態(tài)下線路潮流約束； 第二層規(guī)劃模型為：s. tgi (X，y) {彡，=，彡} 0,（Ii (X，y) {彡，=，彡} O i - 1)2,... Hipartition 式中：y為連續(xù)變量，表示潮流和電壓；X為整數(shù)變量，表示線路建設(shè)的決策變量； mpartltlcin表示分區(qū)的個數(shù)；為i分區(qū)電網(wǎng)的供電能力；Li(x，y)為i分區(qū)電網(wǎng)的最小 切負(fù)荷量，采用文中的計(jì)算方法得到％(χ，y) {彡，=，彡}〇為分區(qū)i電網(wǎng)的技術(shù)性約束 條件；(I1Uy) {彡，=，彡}0表示分區(qū)i方案可行性約束條件，包括各分區(qū)電網(wǎng)內(nèi)變電站 容量小于該分區(qū)電源的可用容量及某些管理因素。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述對兩 層多目標(biāo)規(guī)劃問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析的方法是：將其歸結(jié)為一個兩層多目標(biāo)極小化問題，其 一般形式表不為：定義第一優(yōu)先層，代表網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；定義第二優(yōu)先層，代表分區(qū)方式的優(yōu)化；Ps(s =1，2)是優(yōu)先層次的記號，Z為優(yōu)化問題解的可行域。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述網(wǎng)架 編碼方法為：每一位數(shù)字代表某一規(guī)劃路徑，其數(shù)值表示該路徑上供電線路的回路條數(shù)， 形成初始種群時(shí)，每一位上的數(shù)值取該規(guī)劃路徑現(xiàn)有回路數(shù)與最大可能回路數(shù)之間的某一 隨機(jī)值；所述分區(qū)編碼方法為：負(fù)數(shù)表示最高一級變電站節(jié)點(diǎn)編號，正數(shù)表示下一級變電 站，每個負(fù)數(shù)與后面的一個或幾個正數(shù)代表一個分區(qū)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述根據(jù) 聯(lián)合編碼采用兩層多目標(biāo)遺傳算法對編碼進(jìn)行處理的方法包括以下步驟： (1) 構(gòu)建連通網(wǎng)架：構(gòu)建基本網(wǎng)架；基于關(guān)聯(lián)矩陣的網(wǎng)架修正：各分區(qū)重復(fù)搜索； (2) 計(jì)算適應(yīng)值：將種群的所有個體按照Pareto秩由小到大排列，對于Pareto秩相同 的個體，按照首要目標(biāo)函數(shù)的值由小到大排列，并對所有個體的排列序號賦值，用于個體適 應(yīng)度的計(jì)算；所有優(yōu)化目標(biāo)作為求取個體Pareto秩時(shí)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，對個體X 1，其適應(yīng)度函 數(shù)Ht1(X)可由上文推導(dǎo)的計(jì)算式得到； (3) 保存雙精英種群； (4) 進(jìn)行分層進(jìn)化； (5) 修正交叉、變異算子及編碼。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟 (3) 保存雙精英種群的方法為：根據(jù)聯(lián)合編碼策略，對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個元件進(jìn)行編碼，從 而形成父種群，對父種群P (t)中的個體進(jìn)行交叉、變異，形成子種群P_ (t)，合并后按個體 的適應(yīng)度由大到小在其中選擇前μ個個體，形成新的父種群P(t+1);將每代進(jìn)化后新出現(xiàn) 的沒有被支配的個體增加至相應(yīng)的精英種群P 1 (t) P2 (t)中去，并按照各自目標(biāo)繼續(xù)尋找現(xiàn) 有精英種群中的沒有被支配的個體，同時(shí)累計(jì)這類個體的數(shù)目。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟 (4) 進(jìn)行分層進(jìn)化通過以下步驟實(shí)現(xiàn)： ① 假設(shè)父種群為P (t)，得到P1 (t)、P2 (t)，可知P1 (t)中的個體是網(wǎng)架較優(yōu)的個體，P1 (t) 中個體進(jìn)行分區(qū)方式編碼的交叉、變異，得到新個體集合P2 (t); ② 形成集合P(Oup1(Z)UPV)，將其中使目標(biāo)(./；々·)，0)，..4W)非被支配的個體添加到集 合P 1U),形成PYt+l)，類似由P1U)到P2(t)的方法，從PYt+l)可求出P 2(t+1); ③ 對P (t)中的個體進(jìn)行網(wǎng)架編碼的交叉、變異，形成子種群P'（t)，進(jìn)而形成新的父種 群 P(t+l)〇10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟 (5)修正交叉、變異算子及編碼的方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)： ① 對網(wǎng)架編碼采用單點(diǎn)交叉方法，對分區(qū)編碼采用改進(jìn)順序交叉方法； ② 網(wǎng)架編碼變異操作方法為：隨機(jī)選擇一個或多個要進(jìn)行變異的位，對每一位在〇~ 6中隨機(jī)選一個值將其替換；分區(qū)編碼變異操作方法為：互換隨機(jī)選擇的不重合的兩段編 碼； ③ 交叉、變異操作后，檢驗(yàn)當(dāng)前種群各個體，若不滿足要求，則對個體的編碼進(jìn)行修正， 包括網(wǎng)架編碼中對現(xiàn)有回路的考慮、按照節(jié)點(diǎn)的分區(qū)屬性值調(diào)整其所在分區(qū)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分層分區(qū)的配電網(wǎng)架規(guī)劃方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：對整個城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)；按照線性規(guī)劃方法對所規(guī)劃區(qū)域的電網(wǎng)進(jìn)行供電能力計(jì)算；借助于分層規(guī)劃的思想建立聯(lián)合優(yōu)化的兩層多目標(biāo)聯(lián)合規(guī)劃模型；對兩層多目標(biāo)規(guī)劃問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化和分析；采用聯(lián)合編碼方式將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與分區(qū)方式進(jìn)行聯(lián)合編碼；根據(jù)聯(lián)合編碼采用兩層多目標(biāo)遺傳算法對編碼進(jìn)行處理，得到規(guī)劃運(yùn)算結(jié)果。本發(fā)明提出了基于兩層多目標(biāo)優(yōu)化遺傳算法的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與分區(qū)方式相結(jié)合的聯(lián)合規(guī)劃優(yōu)化方法，一定程度上可以有效提升電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化的合理性，同時(shí)充分利用已有網(wǎng)架，節(jié)約建設(shè)成本，從而使新網(wǎng)架既能滿足供電要求又能具有較高的經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】G06N3/12, G06Q50/06
【公開號】CN105069700
【申請?zhí)枴緾N201510471439
【發(fā)明人】姚宗強(qiáng), 楊得博, 趙長偉, 高猛, 王守相, 劉聰, 遲福建, 葛磊蛟, 宗燁琛, 楊智, 劉偉, 張仕剛, 崔珉赫, 梁棟, 宋默琳, 李會超
【申請人】國網(wǎng)天津市電力公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月5日