基于二进制纵横交叉算法的配电网重构研究

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配电网重构是电力系统优化运行的重要手段之一,对电网实现经济运行、提高供电可靠性等具有重大作用,是一个非线性组合优化问题。纵横交叉算法(Crisscross Optimization, CSO)具有快速、精确的全局收敛能力,但无法处理非线性组合优化问题。本文针对配电网重构问题,对纵横交叉算法进行离散化研究,提出全新的二进制纵横交叉算法(Binary Crisscross Optimization, BCSO),并利用该算法进行配电网重构研究。本文提出的二进制纵横交叉算法在继承原始纵横交叉算法双交叉机制的基础上将交叉产生子代的大小转化为概率模型,实现二进制化;双交叉机制中的横向交叉机制增强了算法的全局搜索能力,提高了收敛速度,纵向交叉机制保持了种群的多样性,避免陷入局部最优,两种交叉机制的有机配合使得二进制纵横交叉算法能够快速收敛于全局最优解。针对配电网的运行方式和结构特点,采用广度优先的方式进行拓扑分析,生成反映配电网节点关系的节点分层矩阵,并采用基于节点分层的前推回代法进行配电网潮流计算,提高了潮流计算的效率。其次,采用基于基本环路的配电网简化模型避免重构过程中大量无效解的产生,并以有功功率损耗最小为目标建立了配电网重构数学模型。再次,随着分布式电源的大力发展,分布式电源的接入也将对配电网重构产生一定的影响,文中以不同接入容量和接入点讨论分布式电源接入对配电网重构的影响。最后,本文提出的解决配电网重构的方法和模型被应用于IEEE33节点和PG&E69节点两个经典算例,并通过MATLAB进行实验仿真并与相关算法进行比较,试验结果对比分析表明:二进制纵横交叉算法对解决配电网重构这种维度高、具有多个局部最优点的非线性优化问题具有可行性和合理性,同时具有全局收敛能力强、收敛速度快以及良好鲁棒性的优点。分布式电源接入对配电网重构的影响试验仿真表明:不同容量和不同接入点的分布式电源接入将对配电网重构产生影响,并影响配电网的网络损耗和电压质量。
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