有效
配电网短时检修计划优化方法和装置
刘志文、董旭柱、吴争荣、陈立明
南方电网科学研究院有限责任公司
摘要
本发明涉及一种配电网短时检修计划优化方法和装置,根据上层优化模型、上层优化约束条件、和声记忆库的大小、待检测设备编号和预测波动曲线得到与和声记忆库的大小数值个数相同的可行解和与可行解对应的第一适应度值,根据和声算法规则和和声算法参数得到新解,根据新解、下层优化约束条件和待检测设备编号进行下层优化,并输出下层优化方案,根据上层优化模型、下层优化方案、新解、待检测设备编号和预测波动曲线得到第二适应度值,根据第二适应度值与和声记忆库的最差解对应的第一适应度值更新和声记忆库,并对更新次数进行迭代得到迭代次数,当迭代次数达到最大迭代次数时,输出更新后的和声记忆库,提高了配电网的供电可靠性。
1.一种配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,包括以下步骤:获取上层优化模型、上层优化约束条件、下层优化约束条件、和声算法参数、待检测设备编号和预测波动曲线,其中,所述和声算法参数包括和声记忆库的大小数值和最大迭代次数;根据所述上层优化模型、所述上层优化约束条件、所述和声记忆库的大小数值、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述和声记忆库的大小数值个数相同的所述和声记忆库的可行解和与所述和声记忆库的可行解对应的所述和声记忆库的第一适应度值;根据和声算法规则和所述和声算法参数得到新解;获取负荷转移矩阵,根据新解和所述待检测设备编号判断检修时段内有待检修设备进行检修时,根据所述负荷转移矩阵判断各待检修设备检修时能否形成转移负荷方案;当待检修设备检修时不能形成转移负荷方案时,对配电网网络进行切负荷操作,根据所述上层优化约束条件中的新定义约束条件修复上层优化的新解得到修复后的新解,并判断切负荷后的配电网网络是否满足节点电压和支路容量约束;其中,新定义约束条件为同时检修和互斥检修约束重新定义,所述新定义约束条件的实现过程为:当两条待检修支路判断为同时检修支路后,不再进行互斥检修约束判别;当所述切负荷后的配电网网络不满足所述节点电压和所述支路容量约束时,以电压偏移和潮流越限的程度最小为目标进行网络重构,当网络重构后的配电网网络不满足节点电压和所述支路容量约束时,对所述网络重构后的配电网网络执行切负荷方案,并根据所述新定义约束条件更新上层优化的修复后的新解,得到更新后的新解,将当前更新后的新解作为下一次的新解,对所述检修时段的段数进行迭代,当所述检修时段的段数达到预设检修时段总数时,输出下层优化方案;其中,所述下层优化约束条件包括节点电压和支路容量约束;根据所述上层优化模型、所述下层优化方案、所述新解、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述新解对应的第二适应度值,根据所述第二适应度值与所述和声记忆库的最差解对应的第一适应度值更新所述和声记忆库,并对更新次数进行迭代得到迭代次数;所述和声记忆库的可行解对应的第一适应度值具有多个,所述和声记忆库的最差解对应的第一适应度值为和声记忆库的可行解对应的第一适应度值中数值最大的;当所述迭代次数达到所述最大迭代次数时,输出更新后的和声记忆库。
2.根据权利要求1所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述获取上层优化模型、上层优化约束条件、下层优化约束条件、和声算法参数、待检测设备编号和预测波动曲线之前,包括:根据上层优化模型参数建立上层优化模型,所述上层优化模型参数包括待检修设备总数、检修时段总数、时段 t 由检修引起的停电负荷、 t 时段单位负荷的停电损失、设备 k 在时段 t 的检修状态、设备 k 在时段 t 的检修费用随时间变化的人力成本、时段 t 因检修造成的有功网损增加量、单次开关操作费用 T 个时段内开关操作的总次数。
3.根据权利要求1所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述下层优化约束条件包括节点电压和支路容量约束,所述根据所述新解、所述下层优化约束条件和所述待检测设备编号进行下层优化,并输出下层优化方案的步骤,还包括:获取下层优化模型,当待检修设备检修时能形成转移负荷方案,对所述配电网网络执行转移负荷方案,当所述执行转移负荷方案后的配电网网络不满足所述节点电压和所述支路容量约束时,对配电网网络以电压偏移和潮流越限的程度最小为目标进行网络重构;当所述网络重构后的配电网网络满足所述节点电压和所述支路容量约束时,根据所述下层优化模型和所述预测波动曲线选择最优重构方案,对所述检修时段的段数进行迭代,当所述检修时段的段数达到预设检修时段总数时,输出下层优化方案。
4.根据权利要求3所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述当待检修设备检修时能形成转移负荷方案,对所述配电网网络执行转移负荷方案的步骤,包括:当所述待检测设备编号属于负荷转移矩阵中的元素时,判断所述待检测设备编号在所述负荷转移矩阵中所处行中的第一个元素是否全为零;若否,令对应于待检测设备编号的可操作的开关为目标集合;根据配电网支路集合中各条支路预设最大电流和闭合任一联络开关后支路集合的预设实际电流得到所述任一联络开关闭合后的恢复供电路径支路中负载率的最大值负载率,选择目标集合中最大值负载率最小的联络开关闭合,形成转移负荷方案,并将目标集合中所述最大值负载率最小的联络开关元素赋零,计算所述检修时段内下一待检修设备,至所述检修时段内所有待检修设备计算完毕。
5.根据权利要求1所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述下层优化约束条件包括节点电压和支路容量约束,所述根据所述新解、所述下层优化约束条件和所述待检测设备编号进行下层优化,并输出下层优化方案的步骤,还包括:当待检修设备检修时能形成转移负荷方案,且当负荷转移方案满足所述节点电压和所述支路容量约束时,对所述检修时段的段数进行迭代,当所述检修时段的段数达到预设检修时段总数时,输出下层优化方案。
6.根据权利要求1所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述根据所述上层优化模型、所述上层优化约束条件、所述和声记忆库的大小数值、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述和声记忆库的大小数值个数相同的所述和声记忆库的可行解和与所述和声记忆库的可行解对应的所述和声记忆库的第一适应度值的步骤,包括:根据所述和声记忆库随机产生满足所述上层优化约束条件的与和声记忆库的大小数值个数相同的所述和声记忆库的可行解;根据所述和声记忆库的可行解、所述下层优化约束条件和所述待检测设备编号进行下层优化,并输出初始下层优化方案;根据所述上层优化模型、所述初始下层优化方案、所述和声记忆库的可行解、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述和声记忆库的可行解对应的所述和声记忆库的第一适应度值,完成所述和声记忆库的初始化。
7.根据权利要求1所述的配电网短时检修计划优化方法,其特征在于,所述和声算法参数还包括解的维数、和声记忆库的考虑概率、微调概率和扰动大小,所述根据和声算法规则和所述和声算法参数得到新解的步骤,包括:生成一个0-1之间的第一随机数,判断所述第一随机数是否小于所述和声记忆库的考虑概率;若所述第一随机数小于所述和声记忆库的考虑概率,则在所述和声记忆库中选择一个变量,否则在所述和声记忆库外随机选择一个变量;再生成一个0-1之间的第二随机数,当所述第二随机数小于所述微调概率时,对所述变量进行所述扰动大小的微调,对所述和声记忆库中的可行解中的解的维数个变量均重复上述步骤,得到新解。
8.一种配电网短时检修计划优化装置,其特征在于,包括:数据获取模块,用于获取上层优化模型、上层优化约束条件、下层优化约束条件、和声算法参数、待检测设备编号和预测波动曲线,其中,所述和声算法参数包括和声记忆库的大小数值和最大迭代次数;第一适应度值计算模块,用于根据所述上层优化模型、所述上层优化约束条件、所述和声记忆库的大小数值、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述和声记忆库的大小数值个数相同的所述和声记忆库的可行解和与所述和声记忆库的可行解对应的所述和声记忆库的第一适应度值;新解生成模块,用于根据和声算法规则和所述和声算法参数得到新解;下层优化方案获取模块,用于获取负荷转移矩阵,根据新解和所述待检测设备编号判断检修时段内有待检修设备进行检修时,根据所述负荷转移矩阵判断各待检修设备检修时能否形成转移负荷方案;当待检修设备检修时不能形成转移负荷方案时,对配电网网络进行切负荷操作,根据所述上层优化约束条件中的新定义约束条件修复上层优化的新解得到修复后的新解,并判断切负荷后的配电网网络是否满足节点电压和支路容量约束;其中,新定义约束条件为同时检修和互斥检修约束重新定义,所述新定义约束条件的实现过程为:当两条待检修支路判断为同时检修支路后,不再进行互斥检修约束判别;当所述切负荷后的配电网网络不满足所述节点电压和所述支路容量约束时,以电压偏移和潮流越限的程度最小为目标进行网络重构,当网络重构后的配电网网络不满足节点电压和所述支路容量约束时,对所述网络重构后的配电网网络执行切负荷方案,并根据所述新定义约束条件更新上层优化的修复后的新解,得到更新后的新解,将当前更新后的新解作为下一次的新解,对所述检修时段的段数进行迭代,当所述检修时段的段数达到预设检修时段总数时,输出下层优化方案;其中,所述下层优化约束条件包括节点电压和支路容量约束;和声记忆库更新模块,用于根据所述上层优化模型、所述下层优化方案、所述新解、所述待检测设备编号和所述预测波动曲线得到与所述新解对应的第二适应度值,根据所述第二适应度值与所述和声记忆库的最差解对应的第一适应度值更新所述和声记忆库,并对更新次数进行迭代得到迭代次数;所述和声记忆库的可行解对应的第一适应度值具有多个,所述和声记忆库的最差解对应的第一适应度值为和声记忆库的可行解对应的第一适应度值中数值最大的;输出模块,用于当所述迭代次数达到所述最大迭代次数时,输出更新后的和声记忆库。
9.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。




