第12章 配电系统规划设计,重庆大学版电力系统(第2版)课件.ppt

* 故式（12.81）即为：式中，D1,D2,D3分别表示新建、已有、总线路集合；K1，K2，K3为常数；系数θj定义为：（2)编码的选择遗传算法是一个有哪些信誉好的足球投注网站特征串空间的过程，其目的是找到具有相对高适应值的串。在应用遗传算法求解特殊问题之前，第一步就要确定用类似于染色体的串来表示问题的方法，即染色体的编码形式。 * 这里采用二进制编码形式，直接对待选线路进行编码，反映其是否架设以及选用多大截面等。这种编码形式非常直观，便于规划方案和染色体之间的编码和解码。针对城市110 kV电网的情况，选择三种标准导线截面185，240，300 mm2作为预选截面，每种截面的导线都考虑可能采用双回共杆架设，这样每条待选线路就具有6种参数供选择。若每个基因用一个三位二进制串表示，其中000，111表示线路未架，001～110 6个三位串分别表示6种参数的导线，则一个规划方案就可表示成确定长度的二进制串（染色体），其中每条线路与整个串的一部分（基因）相联系。表12.22给出一个表示10条待选线路的规划方案的染色体串，它表明该方案是将第1，4，5，7，9，10条待选线路加入了系统，并且它们分别选用单回185、单回240、单回300、双回共杆185、双回共杆240、双回共杆300 mm2截面的架空线路。 * 表12.22 　10条待选线路规划方案的染色体串（3)适应函数的建立在编码方案选定以后，接着就要确定适应函数以检测由特定位串所表示的规划方案的好坏程度，从而指引遗传操作的正常进行。适应函数应该反映电网规划的目的和要求，即规划方案在满足正常运行要求和安全运行要求的情况下，使电网的建设和运行费用最小。建设费用和运行费用最小的目标函数，在考虑约束条件后的增广函数数学模型如下：式中 　NF——方案的年费用; Cg——惩罚因子; Rp——方案的约束条件。 * 这里的约束条件只考虑导线输送容量的限制，则式（12.85）可变为：F=k1式中 　Pj——j线路上通过的有功功率; w1——电网正常运行时不满足经济输送容量的过负荷量； w2——电网正常运行时不满足导线发热允许输送容量的过负荷量； w3——电网在发生单一线路故障时不满足导线发热允许输送容量的过负荷量； Cg1，Cg2，Cg3——惩罚系数，其取值由具体情况决定。θ1，aj，rj是由染色体中第j位基因的值决定，Pj，w1，w2，w3则是通过直流潮流法对染色体解码所形成的规划方案进行潮流计算得到的。根据式（12.86）所示的目标函数所规划的电网即为一个符合经济输送容量、满足N-1原则的最小年费用电网。 * 电网规划的目的是希望式（12.86）所示的费用最小，为符合遗传算法最大值的特点，适应函数可表示为：式中 C max 的选取以保证D为非负数为准。由F的表达式可知，适应函数D是非线性的、不连续和非凸的，这对于严格的数学规划方法是难以求解。而遗传算法则是在解码得到一个解之后才对适应函数进行计算评估的，因此对适应函数形式无任何限制，这充分显示了遗传算法的优越性。（4)城网优化遗传算法的计算过程1)输入原始数据包括网络拓扑（即节点数、已有和待架线路数、各线路的首末节点号和线路的有关参数），节点发电出力及负荷，遗传算数本身所需参数（即群体大小、基因位数、最大遗传代数、变异率和计算适应函数时用到的有关参数等）。 * 2)形成初始方案即可以人为给定一些初始方案，也可以通过随机发生器随机产生一些方案，但这不影响最终的优化结果。3)计算适应值解码得到这些初始方案（用染色体表示）的节点阻抗矩阵后，用直流潮流法计算各线路上流动的功率，根据式(12.86)、式(12.87)可得各方案的适应值。惩罚系数的选取应保证在正常情况下不满足导线发热允许输送容量和不满足N-1原则的方案的适应值比其他方案要小。4)遗传操作如果群体规模数为N，对当代的按适应值排序之后的N个方案所对应的染色体进行复制、杂交和变异操作，生成新一代N个染色体，返回到3)，循环往复直到最后收敛。 * 5)输出计算结果输出结果包括将最优结果还原成规划方案，给出方案的建设投资、年费用，导线截面、线路上的有功功率等。12.7.4 　计算实例某城市中心区现有3个110 kV变电所，由电源A供电，到2020年，新增5个110 kV变电所，并出现新电源B。110 kV线路的可行路径如图12.26中的虚线所示，变电所负荷功率注明在图中。通过本节所讨论的遗传算法求出本例题网架结构优化的结果见表12.23和图12.27。为了比较，还利用网络规划对例题进行了优化计算，计算结果也列于表1