用演化算法求解多阶段配电网规划问题

王瑞民

摘 要：为了能够充分考虑到配电网规划在不同时期的负荷变动情况，配电网规划市场可以分成多个阶段来进行分析。为了能够将演化算法更多的运用在配电网规划问题当中，相关研究人员提出了一种自动保护配电网规划安全的方法。这种方法能够让演化算法搜索到其需要的数据资料，从而有效的避免了辐射性的巡查过程，有利于提升寻优的速度，证明其方法的时效性。

关键词：演化算法；多阶段；配电网规划；编码方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.148

0 前言

在供电系统当中，配电系统和用户的联系是最为紧密和直接的，对于用户的供电的安全性和可靠性与供电的质量影响也是最直接的，优质的配电网规划不仅仅能够给电力企业节省非常大的投资费用和运行费用，还能提供给用户优质的供电效果。现如今供电市场竞争激烈从而让供电企业的投资以及停电期间给用户带来的损伤降到最小的方案，演化算法主要是利用领域的知识来指导寻求一个优质的配电规划过程，让配电网规划能够充分的将演化算法运用得更为具体，从而来弥补传统算法的不足之处，在具体问题优化求解中是最为有效的方案之一。

1 传统算法处理配电网规划问题的不足之处

我国配电网规划当中，配电网一般是由变电站和馈线所组成的网络图形。如图1所示。传统的演化算法是采用隨机产生的二进制数又或是整数串来表示的网络结构，其中0便是配电设备在某一个阶段不能投入，1所表示的是投入运行情况。对于这种染色体编码方案是以规划网络图为基础的，其编码的长度完全取决于设备数量的，此外对于这个配电网规划中的编码是无法保障其所产生的方案是否具有实用性，或者是这个方法是否具有可行性的标准。但是，这个方法中所变异的操作和交叉是绝对不可行的。根据有关数据显示这个方法的统计结果一般只有百分之二的可行性，占比非常低。我们可以从这个数据当中详细的分析出这种编码的方案，是需要一个可行性的配码是非常困难的，并且对于这个方案是需要外来物质的介入，要从检验的子程序来确定这个方案是否具有可行性的，所以，以往的演化算法在很短的时间中可以为配电网络规划提供一个非常优化的结果。配电规划问题可以形式化的表示为网损加电力企业投资加可靠性损伤，将节点电压不能超标，变电设备不能过载，对所有的负荷供电以及辐射状的运行。我们可以将满足约束的辐射状运行与所有的负荷供电方案称为可行的，其中这个可行性方案需要满足所有负荷节点必须要有与源点有通路；不能形成环路以及变电站之间不能存在通路等。

以往的演化实验法在运用中的配电网络规划问题重点主要是找到一种合适配电规划的方案，然而对于这种方案是能够让演化算法中的染色体串来进行表示的，让其网络结构能够更加清楚明了的呈现出来，从而也会让这种方案当中所出现的编码有更好的保障让方案变得可行性增加。

2 局部搜索能力的改善与交叉变异算子的设计

传统的变异算子和单点交叉是无法保证方案编码在变异和交叉过程中能够满足现目前的横向和纵向的要求，其主要是采用了有关的演化修复算法对于破坏的网络规划结构串来进行相关的问题修复。横向修复演化算法主要是通过了断开违反横向制约的线路从而来进行网络规划中某部分的变异操作和交叉所出现的简化边串。纵向修复的算法主要是保护配电网络元件中的有关参数在时间上的联系，相对于较简单，简单的演化算法是可以有利于解决排列算法中的问题。其中演化算法在整体配电网规划中的能力是很大的，但是，演化算法的局部搜索能力非常薄弱。演化算法是可以快速的搜索到一个相对较优质的优解，但是，时间越久，越往后，其中所要搜索的速度相对较缓慢，在演化算法当中多个阶段的配电网规划，必须要使用全局搜索这样才能体现出演化算法在配电网中的作用，在网络结构和变电站结构基础上，能够清楚的知道局部搜索的筹码是对于变电站开关配置以及线路的参数，对线路进相应的调整。让演化阶段从初期开始。这样的方法还需要以大概率的对变电站的字串来进行变异和交叉。在演化算法过程当中，变异和交叉还需要用最大化的应用概率来作用在变电站开关配置当中，开关和快线的字串之上，这样才能体现出这种方法的作用。

3 传统优化算法在求解配电网规划时对问题进行简化

传统优化算法在求解配电网规划时对问题进行相应的简化。第一是将多阶段问题分解成单阶段的问题，第二是把非线性问题简化为线性化，第三是将馈线与变电站系统分开规划，第四是不考虑配电网的辐射状运行约束，并且还能够提供优化解决方案，所以其特别适用于配电网规划的求解。

4 结束语

为了能够将演化算法应用于多个阶段配电网规划问题的求解中，传统的遗传算法在求解配电网规划问题期间，并没有充分的运用其网络结构的有关知识，从而会产生出很多的不可行编码方案，也会导致寻求优化方案的速度变得缓慢。演化算法是由于运用了配电网的相关专业知识，在寻求优化编码的速度上比传统算法更快，更高，更便捷。所以算例的结构充分的说明了现目前的演化算法在求解配电网规划问题时具有优越性和有效性。

参考文献：

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