基于進(jìn)化規(guī)劃算法的配電網(wǎng)運(yùn)行方式分析研究

張馳 秦卉 吳琳

摘 要：在我國(guó)的社會(huì)發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，電力企業(yè)起到了非常關(guān)鍵的作用，尤其是在現(xiàn)代社會(huì)中，人們對(duì)于電能的需求正在快速增加，這種情況對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行方式以及運(yùn)行穩(wěn)定性提出了更高的要求。電力企業(yè)想要更好的加強(qiáng)配電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性等等，就需要采用基于進(jìn)化規(guī)劃算法配電網(wǎng)的運(yùn)行方式。該方式具有定制性，也就是說(shuō)將固定運(yùn)行周期內(nèi)的配電網(wǎng)能耗最低作為根本目的，將約束條件設(shè)定為配電網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定性、潮流平衡程度、電壓的幅值、電流偏移情況等等，同時(shí)也針對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行一定的約束，比如說(shuō)采用輻射型、無(wú)孤島方式等等，之后利用進(jìn)化規(guī)劃算法對(duì)配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)向量的最佳狀態(tài)進(jìn)行尋找，從而保證配電網(wǎng)在眾多約束條件下依然能夠進(jìn)行安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：進(jìn)化規(guī)劃算法；配電網(wǎng)；運(yùn)行方式；分析；研究

在我國(guó)的電力系統(tǒng)之中，配電網(wǎng)使其中非常關(guān)鍵的構(gòu)成部分，其主要功能就是對(duì)電能進(jìn)行科學(xué)、合理的分配，保證電能供應(yīng)的安全、可靠性，確保人們?cè)谑褂秒娔艿倪^(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。可以說(shuō)配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量能夠直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)還會(huì)對(duì)電力企業(yè)的綜合效益造成一定的影響。從目前來(lái)看，我國(guó)的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)一般都是進(jìn)行的閉環(huán)設(shè)計(jì)，運(yùn)行方式確是開(kāi)環(huán)，這就致使配電網(wǎng)中存在著大量的開(kāi)關(guān)，想要對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行確定和定制就需要對(duì)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行改變，從而確保在不同的條件和負(fù)荷下，電能供應(yīng)最為可靠和合理，經(jīng)濟(jì)性也非常好。但是目前大部分配電網(wǎng)運(yùn)行方式都是通過(guò)人工進(jìn)行調(diào)整和控制的，這樣就容易造成配電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，影響電能的供應(yīng)穩(wěn)定性。

1 配電網(wǎng)運(yùn)行方式定制模型

（1）目標(biāo)函數(shù)。

（2）約束條件。

電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)運(yùn)行方式能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性和用電可靠性產(chǎn)生影響，因此，在對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行確定的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員不但要對(duì)穩(wěn)定性約束條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還需要用電可靠性的約束條件進(jìn)行考慮[1]。而且，配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)還存在著不同之處，那就是前者是進(jìn)行的閉環(huán)設(shè)計(jì)，但是使用確實(shí)開(kāi)環(huán)方式，因此，應(yīng)保證配電網(wǎng)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)為輻射型，另外，不應(yīng)該設(shè)有孤島。

第一，用電可靠性約束。想要加強(qiáng)配電網(wǎng)供應(yīng)電能的可靠性，就一定要采用科學(xué)合理的約束措施，也就是說(shuō)應(yīng)將電能供應(yīng)可靠性實(shí)際指標(biāo)控制在額定值以下。選用供電可靠率RS-3和用戶(hù)平均停電時(shí)間T指標(biāo)表示配電網(wǎng)供電可靠性[2]。其中，RS-3指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足

第五，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束。配電網(wǎng)具有閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn)。要求低損耗定制的運(yùn)行方式必須滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：配電網(wǎng)網(wǎng)架為輻射型結(jié)構(gòu)；配電網(wǎng)不能有孤島存在。

2 基于進(jìn)化規(guī)劃算法的模型分析

（1）結(jié)合改進(jìn)隨機(jī)變異策略的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束處理。

進(jìn)化規(guī)劃算法就是通過(guò)對(duì)大自然中的生物進(jìn)化進(jìn)行仿生、模仿，最終促使配電網(wǎng)在不同約束下都有著非常低的能耗量。該方法和遺傳算法比較相像，進(jìn)化規(guī)劃算法也需要具備遺傳算法中的基礎(chǔ)條件，也是按照遺傳算法的流程進(jìn)行的，其中有初始種群、突變、個(gè)體適應(yīng)程度、選擇、組建新種群、逐漸進(jìn)化，最終達(dá)到最佳狀態(tài)。配電網(wǎng)是非常龐大的，對(duì)其進(jìn)行控制需要非常多的開(kāi)關(guān)，因此，通過(guò)進(jìn)化規(guī)劃算法，利用0-1的狀態(tài)控制使其在約束條件下達(dá)到最佳狀態(tài)。另外，還需要對(duì)算法的變化進(jìn)行一定的完善，防止子節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)互相連接的情況，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（2）模型的求解流程。

想要將配電網(wǎng)的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變成低能耗的狀態(tài)，就需要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)關(guān)進(jìn)行變化，也就是說(shuō)對(duì)大量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行組合，從而完成在多種約束條件下配電網(wǎng)依然可以保持在一個(gè)較低能耗的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高配電網(wǎng)的綜合效益。實(shí)際流程在下圖中顯示。

基于進(jìn)化規(guī)劃算法的配網(wǎng)低損耗運(yùn)行方式定制流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)的過(guò)程中，電力系統(tǒng)起到了不可磨滅的作用，可以說(shuō)當(dāng)代社會(huì)是完全離不開(kāi)電能供應(yīng)的，由此可見(jiàn)，電力系統(tǒng)的重要性不言而喻。在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)使其中非常重要的構(gòu)成部分，其能夠?qū)﹄娔苓M(jìn)行更為科學(xué)的分配，保證人們使用上安全、可靠的電能。配電網(wǎng)的運(yùn)行方式能夠影響電能損耗量和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，因此，本文基于進(jìn)化規(guī)劃算法的配電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行了具體的分析和研究，提出了更為合理的配電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃方案，促使配電網(wǎng)的工作更加科學(xué)、穩(wěn)定、規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

[1]李珂，王金鳳，楊麗徙，等.基于多場(chǎng)景抗毀性分析的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，38（01）：134-138.

[2]劉一民，李智歡，段獻(xiàn)忠.進(jìn)化規(guī)劃方法的綜合改進(jìn)及其在電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（08）：247-251.

作者簡(jiǎn)介：張馳（1989-），男，工程師，從事配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的研究與應(yīng)用；

秦卉（1990-），女，工程師，研究方向：配網(wǎng)自動(dòng)化；吳琳（1963-），女，高級(jí)工程師，配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)家。