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1、402001年4月10日Apr.10,2001基于Tabu搜索的配电网络规划1211陈根军,李继氵光,王磊,唐国庆(1.东南大学电气工程系,南京210096;2.香港理工大学电机工程系,香港)摘要:详细探讨了现代启发式方法家族中的一个新兴成员——Tabu搜索在配电网络规划中的应用。首先,在同时考虑配电系统扩展的固定费用和与电能损失相关的变化费用的基础上对配电网络规划问题进行了描述,并建立了相应的数学模型。其次,详细探讨了基于Tabu搜索的配电网络规划问题。最后,将文中提出的方法在一具有6个变电站、98条馈线段的试
2、验网络上进行了测试。结果表明,所提出的方法是有效、可行的。关键词:配电网络规划;启发式方法;Tabu搜索;组合优化中图分类号:TM715;TP180引言式中T是规划时间范围的长度;SE是已存在变电站的集合;SP是可能的待建变电站的集合;配电网络规划涉及新建变电站和馈线段建设时FE是已存在馈线段的集合;FP是可能的待建间、建设地点和容量大小的最优选择,以满足负荷增S馈线段的集合;XitE是已存在变电站i在t时长的需求,同时服从变电站容量、馈线段容量、电压S间段的能量损失费用系数;XitP是可能的待降落、网络结构以及
3、可靠性要求等约束,因此,配电建变电站i在t时间段的能量损失费用系数;网络规划是一个非常复杂的大规模组合优化问题。F[1]XitE是已存在馈线段i在t时间段的能量损失传统的数学规划方法对目标函数或问题约束做了F费用系数;XitP是可能的待建馈线段i在t时相应的近似。即使某个方法的数学模型相对比较完[2,3]间段的能量损失费用系数;如果变电站i在t整,却相当费时。近年来,应用现代启发式方法SS时间段被建设,则YitP=1,否则,YitP=0;如(如SA,GA)求解大量组合优化问题,已被证明是F果馈线段i在t时间段被建
4、设,则YitP=1,否非常有效的。本文详细探讨了现代启发式方法家族FS中另一个新兴成员——Tabu搜索在配电网络规划则,YitP=0;CitP是t时间段建设变电站i折算F中的应用。Tabu搜索是一种通用的启发式最优技到当前年的固定费用;CitP是t时间段建设馈S[4～9]术,在许多领域已经取得了令人瞩目的成功。线段i折算到当前年的固定费用;PitE是t时S间段已存在变电站i供应的潮流;PitP是t时1配电网络规划问题的数学描述间段可能的待建变电站i供应的潮流;PFitE是F配电网络规划的目标是使配电网络扩展的固定
5、t时间段流过已存在馈线段i的潮流;PitP是t费用和与电能损失相关的变化费用最小,同时服从时间段流过可能的待建馈线段i的潮流。变电站容量大小、馈线段容量大小、电压降落、放射它服从下列约束:性网络结构以及可靠性要求等约束。由于目标函数a.潮流约束:和约束均具有非线性特征,配电网络规划是一个大AtPt=Dt(2)规模动态非线性混合整数规划问题。在本文中,配电式中At是t时间段的节点弧关联矩阵;Pt是t时网络规划用下述模型来描述:间段的网络潮流矢量;Dt是t时间段的负荷TTSS2SS需求矢量;t=1,2,…,T。min
6、Z=∑∑XitE(PitE)+∑∑[YitPCitP+t=1i∈SEt=1i∈SPb.容量约束:TmaxSS2FF2Pit≤Pi(3)XitP(PitP)]+∑∑XitE(PitE)+t=1i∈FE式中i∈SE∪SP∪FE∪FP;t=1,2,…,T。TFFFF2c.电压降落约束:∑∑[YitPCitP+XitP(PitP)](1)t=1i∈FVmax≥Vit≥Vmin(4)P式中i=1,2,…,N,N为节点数;t=1,2,…,T。收稿日期:2000-10-13。d.放射性约束。第25卷第7期Vol.25No.7·
7、学术论文·陈根军等基于Tabu搜索的配电网络规划41currente.逻辑约束。释放水平,那么用该试验邻居解更新S。将产生如果T=1,上述模型就是一个单阶段的配电网该试验邻居解的“移动”的反方向“移动”存入Tabu络规划问题。本文仅考虑单阶段的配电网络规划问表中,同时更新Tabu表,转步骤b;如果产生该试验题,它可以拓展到多阶段的配电网络规划。邻居解的对应“移动”在Tabu表中还没有达到其释放水平,那么就检查下一个次优试验邻居解,并重复2Tabu搜索该过程。Tabu搜索(TS)是一项通用的内启发式最优技3.1变量
8、表达设计术,用于求解大规模的组合最优问题。它通过利用灵在应用现代启发式方法,如SA和GA,来求解活记忆的特殊形式,来避免搜索陷入局部最优。TS配电网络规划问题时,选择一种比较好的变量表达中的基本概念主要由“邻居”(neighborhood)和“保方法是非常重要的。这对基于TS的配电网络规划留期”(tenure)组成。通常,TS方法从一初始解开始方法也一样。通常,所有可能的
