一种基于和声算法的配电网孤岛划分方法

摘要

本发明涉及一种基于和声算法的配电网孤岛划分方法，本发明基于和声算法的配电网孤岛划分方法，以恢复的负荷开关量最多和动作开关最少为目标，考虑孤岛内有功功率平衡、线路电流不过载等约束条件，对配电网络中的每个节点进行0‑1编码，结合广度优先搜索算法得到具体的孤岛划分方案，并计算每个孤岛的目标函数值，利用和声算法对孤岛方案进行调整、评价、更新，然后对目前最优解进行潮流检验，最终给出较优的孤岛划分方案。本发明基于和声算法来实现配电网孤岛划分问题解空间的全面搜索的方法，能利用个体局部信息和群体全局信息指导算法进一步搜索，且其原理简单，可调参数少，求解孤岛划分问题时能在较短的时间内得到最优的孤岛划分方案。

主权项

一种基于和声算法的配电网孤岛划分方法，其特征在于，其过程为：步骤1，配电网系统对和声算法参数初始化设置，包括迭代次数、微调概率PAR与和声记忆库考虑概率HMCR；步骤2，配电网系统对配电网中的每一个体的每一维度，进行编码初始化，产生N个初始个体，其中，个体的维度就是配电网子网中的节点个数；步骤3，配电网系统计算初始和声记忆库HM中每个个体的目标函数值；步骤4，配电网系统按照和声算法规则产生新解，并计算新解的目标函数值；步骤5，配电网系统更新和声记忆库HM：判断上述步骤4计算的新解的目标函数值是否大于所述和声记忆库HM中最差解的目标函数值，若大于，则用新解替换所述和声记忆库HM中的最差解；步骤6，配电网系统判断是否满足和声算法的终止条件：实际迭代次数小于上述步骤1中设置的迭代次数；若满足，则进行下述步骤7；若不满足，则返回步骤4，并依次进行；步骤7，配电网系统在得到当前最优解后，对孤岛方案内的每个孤岛进行潮流校验；步骤8，配电网系统输出孤岛方案，得到解列点；其中，在上述步骤3中，首先用广度优先搜索算法对个体进行搜索，确定划分方案中每个孤岛包含的负荷和分布式电源DG，判断每个孤岛是否满足约束条件A和条件B的要求，其中，按照下式计算每个孤岛的负荷恢复量，其中，Sump_i为第i个孤岛的负荷恢复量，m为该孤岛包含的负荷数，w_j为负荷权重，P_j为负荷的有功功率；上述负荷恢复量计算的基本思路为：每个孤岛方案中可能包含n个彼此分离的孤岛，对单个孤岛，判断该孤岛是否满足约束条件A和B；如果两者同时满足，计算其负荷恢复量，负荷恢复量为负荷有功功率和负荷权重的乘积；若至少有一个不满足，则将其负荷恢复量置0；按下式计算每个个体的目标函数值，孤岛划分的目标函数值就是孤岛划分方案中各孤岛的负荷恢复量之和的加权值与动作的开关数的加权值之差的最大值，$max({\lambda }_1\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{Sump}}_i-{\lambda }_2{N}_{brea\ker })$式中，λ₁和λ₂为系数；Sump_i为单个孤岛的负荷恢复量；N_breaker为划分孤岛需要动作的开关数目，n为孤岛划分方案中孤岛数量；约束条件A为：孤岛内有功功率平衡，孤岛内发电机发出的有功功率必须大于孤岛内负荷需求的有功功率；上述约束条件B为：孤岛内至少含有一个稳定功率输出的分布式电源DG；其中，在上述步骤4中，新解产生只需确定该解中每一位的编码取值；其中，新解中某一位x的编码具体确定方式为：步骤41，如果x对应节点为分布式电源DG，x直接赋值为1；步骤42，如果x对应节点为重要负荷，x赋值为1；然后产生一个[0,1]之间的随机数rand₂,若rand₂＜PAR，x接受扰动变为0；否则，维持1不变，PAR的值在0‑1之间；步骤43，如果x对应节点为一般负荷，则产生一个[0,1]之间的随机数rand₁，若rand₁＜HMCR，则x的值等于和声记忆库HM中任意一个个体的第x位的编码，HMCR的值在0‑1之间；否则，x随机编码为0或1；然后，再产生一个[0,1]之间的随机数rand₂，若rand₂＜PAR，x接受扰动更改编码，由原来为1变为0或原来为0变为1，PAR的值在0‑1之间；否则，x的取值维持不变；其中，在上述步骤7中，对每个孤岛进行潮流校验的具体过程为：步骤71，选择孤岛内具有稳定功率输出且具有一定调频调压能力的分布式电源作为孤岛的平衡节点，其它分布式电源和负荷作为有功功率和无功功率固定的节点，用牛顿‑拉夫逊方法进行潮流计算，得到整个孤岛的潮流分布；步骤72，根据潮流计算结果，判断各支路是否满足约束条件C与D；如果不满足，则切除孤岛内当前负荷等级最低，有功需求最大的负荷，按上述步骤71重新进行潮流计算，直到孤岛满足所有约束条件为止；上述约束条件C为：线路电流不过载；上述约束条件D为：母线电压不越限。