基于粒子群算法的分布式电源优化配置

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1、第一苹绪论分布式发电仍然具有良好的发展前景：政府给予了高度重视，已经制定了有利于分布式发电发展的相关政策，开始走向实质性开发应用阶段【28】；经济发展迫切需求新能源的开发与运用；新能源丰富和可再生资源保障；分布式发电技术在不断提升等。我国在分布式发电在配电网中的选址和定容方面也有了一定的研究，但是比起国外的研究来说还是少之又少。文献12911301研究了分布式发电对配电网电压分布、网损变化影响的规律性，为分布式发电的选址和定容奠定了基础。文献[31】建立了基于链式网络和恒功率负荷的稳态模型，从电压分布角度分析了分布式发电可行接入位置和临界

2、注入容量的方法。文献【32】分析了配电网的拓扑结构，提出了按照馈线潮流特点求解分布式电源优化配置的方法。文献[331提出了一种在网损最小优化条件下配置DG的简化估算方法，先推导出单电源DG接入配网的网损解析表达式和优化配置计算公式，然后将该算法推广到多台DG接入的情况。文献【34】提出一种配电网扩展规划中进行分布式电源选址和定容的方法，应用遗传算法优化分布式电源的位置和容量。文献[35】提出等效网损微增率的概念，并通过该微增率对节点进行排序，确定分布式发电的最优安装位置。该文同时考虑了有功损耗、电压改善程度和环境改善程度三个指标，采用目标

3、逼近和二次序列规划方法进行求解。文献【36】提出一种带惯性权重的粒子群算法，对配电网规划中分布式电源的位置和容量进行优化。建立了以最小化分布式电源的投资运行费用、网损费用及购电费用为目标的函数。文献[37】以配电网网损最小为目标，提出采用混合模拟退火算法的改进粒子群优化算法进行分布式电源选址和定容的计算。文献【38】建立了有功损耗最小为目标函数的优化模型，并将量子粒子群优化算法应用到分布式电源选址和定容问题的求解。文献【39】讨论了分布式电源装置安装在配电网中的优化方法以及分布式电源装置对配网电压分布的影响和其安装位置的限制，提出了一种改

4、进的最优布置算法来有效解决了分布式电源装置的安装位置。文献[40】利用变压器分接头、并联补偿电容器等电压／无功控制手段，构造模糊评价函数，采用主动禁忌搜索算法求解，此方法可以有效提高全网的电压质量。1．4本课题的研究内容和论文结构1．4．1研究内容分布式发电的优化配置是典型的非线性优化问题，具有多目标、多约束性和不确定性等特点。国内外已有不少优化分析方法来求解这个问题，但是在理论分析和实际应用方面仍有一定的不足，有待进一步深入研究探讨。在广泛阅读了有关智能算法和分布式发电优化配置的文献的基础上，本文提出了相应的研究思路与计算方法。本文从经

5、济性和安全性角度出发，在求解分布式发电的选址和定容时综合考虑了系统有功损耗和电压稳定指标两个方面，建立了多目标的优化模型。基于进化计算理论，提出了惯性因子自适应的粒子群优化算法。处理多目标时，先模糊化各子目标函数，然后求解使各子目标S东南大学硕士学位论文隶属度函数值最大的解。并将改进后的粒子群优化算法和模糊优化算法用于求解分布式优化配置的多目标优化模型。归纳起来，本文工作主要包括以下几个方面的内容：(1)介绍了如今主要的发电形式，并就集中式发电的缺点说明引入分布式发电的意义重大。分布式电源的形式有多种，介绍了主要的几种分布式电源，并简单阐

6、述了这几种分布式电源的优缺点。对分布式发电接入配电网后对配电网电压、网损、系统保护和线路潮流方面的影响进行了较为详细的阐述，影响的大小取决于分布式电源的位置和容量，接下来对分布式电源的位置和容量进行了优化。(2)对基本粒子群算法的原理、流程及算法中参数的选择进行了介绍，并将粒子群算法与其他算法进行比较，突出了粒子群优化算法的优点。接下来介绍了粒子群算法的几种改进形式，通过分析，在粒子群算法中添加收缩因子和对最大速度的动态调整和对惯性因子的调整在数学上是等效的。因此对惯性因子做了大量的研究，针对线性递减策略中惯性因子只和迭代次数有关，和适应

7、值无关，会造成算法求解不同的优化问题时得出的优化结果不都是理想的问题，提出了惯性因子自适应的粒子群算法。惯性因子自适应粒子群算法不仅和迭代次数有关，而且和还适应值有密切联系，具有较强的全局搜索能力。(3)提出了基于惯性因子自适应粒子群优化算法的分布式电源优化配置方法。针对分布式电源优化配置的问题，在粒子的构造、粒子群的初始化、等式约束和不等式约束的处理以及适应度函数的选取等方面进行了较为深入的探讨，并建立了分布式电源优化配置的单目标模型。在处理模型时，等式约束直接在潮流计算时满足，不等式约束就以罚函数的形式加入到目标函数中，将目标函数扩展

8、为一个新的目标函数。通过与标准粒子群算法及惯性因子采用线性递减策略的粒子群优化算法的求解结果进行比较，验证了惯性因子自适应的粒子群算法的可行性和优越性。(4)分布式电源接入配电网后会对配电网产