一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111463778A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010311393.3(22)申请日2020.04.20(71)申请人南昌大学地址330000江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号(72)发明人温东翰徐敏(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人许莹莹(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/06(2006.01)H02J3/38(2006.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法(57)摘要本发明公开一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法，包括以下步骤：建立考虑电压稳定性和有功网损的含分布式电源配电网多目标优化重构模型，该模型是以有功网损最小和电压稳定指标最优为目标的多约束非线性数学模型。针对加入DG后的配电网进行网络拓扑结构识别，利用改进型郊狼算法对主动配电网优化重构最优解进行寻优，本发明通过引入鲸鱼算法的捕猎机制，提高郊狼算法的全局寻优能力，对提高主动配电网运行的经济性和安全性具有实用价值。CN111463778ACN111463778A权利要求书1/3页1.一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对主动配电网进行网络分析；步骤2：根据目标函数和约束条件，给出适应度函数，建立主动配电网重构数学模型；步骤3：采用改进郊狼优化算法对主动配电网优化重构最优解进行寻优，输出最优开关集和适应度函数值。2.根据权利要求1所述的一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法，其特征在于，所述步骤1具体为：建立网络拓扑结构，首先对节点和支路进行编号，然后采用广度优先搜索法形成节点分层矩阵，开关编号即为所在支路编号，在指定节点处添加负荷数据，以实现分布式电源并网。3.根据权利要求2所述的一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法，其特征在于，所述步骤2建立的主动配电网重构数学模型为：目标函数1：有功网损最小：其中，N1为配电网支路数，Gk为支路k的电导，Ui和Uj分别为支路首末节点的电压幅值，θij为首末节点的电压相角差；目标函数2：配电网电压稳定指标最小：f2(L)＝max(Lij)(2)其中，Lij定义为支路bij的电压稳定指标，其计算公式为：其中，注入节点j的负荷为Pj+jQj，支路bij的阻抗为Rij+jXij，Ui为节点i的电压幅值；使用线性加权法得到适应度函数：minf＝w1f1+w2f2(4)其中，w1和w2为权重系数，二者和为1；同时满足约束条件：(a)分布式电源接入后保持功率平衡；(b)节点电压幅值在可靠范围内；(c)保证配电网开环运行。4.根据权利要求3所述的一种基于改进郊狼优化算法的主动配电网优化重构方法，其特征在于，所述步骤3采用改进郊狼优化算法对主动配电网优化重构最优解进行寻优，步骤如下：S1.设置种群个数N，最大迭代次数，组群个数Np，每组郊狼的个数Nc，其中N＝Np×Nc；S2.随机初始化郊狼个体，公式如下：Ci＝Cimin+(Cimax-Cimin)×rand(5)其中，Ci是郊狼C的第i维向量，Cimax和Cimin分别是i维的上限和下限，rand是0到1之间的随机数；S3.根据公式(4)计算每个可行解的适应度值，并随机分组，确定种群最优郊狼Cbest；S4.郊狼组群的成长：2CN111463778A权利要求书2/3页S4.1计算组群运动趋势：Tendm＝meidian(Nm,1)(6)其中，Nm是种群N中的第m个组群，是一个Nc行D列的矩阵，公式(6)表示取该矩阵每一列中位数；S4.2从组群中随机选择两头郊狼Cr1和Cr2，组群在该组最优郊狼α、组群运动趋势Tend以及两头随机郊狼的共同作用下成长；New_Ci＝Ci+r1×(α-Cr1)+r2×(Tend-Cr2)(7)其中，r1和r2为[0,1]之间的随机权重系数；S4.3计算郊狼成长后的适应度，如果成长后的郊狼适应度值更高，则取代原郊狼，反之保持不变；S5.郊狼的生与死：S5.1新生郊狼由父母郊狼和随机变异共同决定，父母郊狼从组群中随机选择，且新生郊狼一定遗传父母郊狼的变量，其余位置变量由映射概率Ps和关联概率Pr决定变异机率；在新生郊狼pup的D维变量中，随机选取其中两维，一维来自父狼，一维来自母狼,如式所示：a,b＝randperm(D,2)(8)式中，a,b为从整数[1,D]中随机选取的两个数；pupa＝Cr3a(9)pupb＝Cr4b(10)其中，Cr3a为随机父郊狼的第a维变量；Cr4b为随机母郊狼的第b维变量；新生郊狼的(D