基于双种群改进蚁群算法配电网无功优化的研究

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1、河北农业大学硕士学位论文基于双种群改进蚁群算法的配电网无功优化的研究姓名：郭丽蕊申请学位级别：硕士专业：农业电气化与自动化指导教师：霍利民2009-06-13摘要配电网无功优化能够有效地改善电压水平、降低网损，对系统的安全、经济运行具有重要意义。无功优化问题是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题，其操作变量既有连续变量又有离散变量，其优化过程十分复杂。蚁群算法是一种基于概率选择的启发式搜索算法，比较适合于求解配电网无功优化问题，但同时又存在容易陷入局部最优解的问题，因此将双种群改进蚁群算法用于配电网无功优化的求解。本文研究内容属横向课题“配电自

2、动化主站系统”的一部分。研究的目标是实现基于双种群改进蚁群算法的配电网无功优化高级功能模块的开发。本文的主要研究成果如下：基于国产SuperMapObjects5开发平台，结合GIS组件和高级可视化编程语言VisualC#开发了配电GIS系统，实现基于GIS环境下的配电网无功优化。网络拓扑是进行潮流计算的基础，本文重新规定了节点的形成规则，结合深度优先和广度优先搜索方法形成了基于配电网GIS系统的新的拓扑分析方法，通过对节点进行必要的合并形成了新的网络拓扑结构。在此基础上采用了适合配电网的高效、实用的前推回代算法进行潮流及网损计算，计算效率高，收

3、敛性能好。在基本蚁群算法的基础上，介绍比较了双种群改进蚁群算法的改进策略。并通过测试函数进行比较验证，结果表明双种群改进蚁群算法的优化效果优于基本蚁群算法,具有更高的应用价值。建立了综合考虑网损、电压越限及电容器的投资费用为最小的符合实际配电网的无功综合优化数学模型；给出了将双种群改进蚁群算法应用于配电网无功优化的完整实现方案，并将方案应用到实际电网，以验证方案的可行性。本文采用SQLServer2000作为数据库管理系统，采用可视化高级编程语言VC#.NET开发了基于双种群改进蚁群算法的配电网无功优化软件，并实现了与GIS系统的合成挂接。最后，

4、通过实例计算分析，并对补偿前后的节点电压作比较，结果令人满意，验证了该算法的有效性和可行性，表明该算法具有较好的寻优效果。关键词：配电网；GIS；双种群改进蚁群算法；无功优化ResearchonReactivePowerOptimizationforDistributionNetworkBasedonDualPopulationImprovedAntColonyAlgorithmAuthor:GuoLi-RuiSupervisor:Prof.HuoLi-MinMajor:AgriculturalElectrificationandAutomati

5、onAbstractReactivepoweroptimizationofdistributionnetworkscaneffectivelyimprovethevoltagelevel,reducenetworkloss,andhasgreatsignificanceonthesystem'ssecurity,economicoperation.Reactivepoweroptimizationisamulti-variableandmulti-constraintnonlinearoptimizationproblem.Itsoperatin

6、gvariablesincludebothcontinuousvariablesanddiscretevariables,andtheoptimizationprocessisverycomplicated.AntColonyAlgorithmisaheuristicsearchalgorithmbasedonprobabilityselection.Itfitsforsolvingthereactivepoweroptimizationproblemofdistributionnetwork,butatthesametime,easilyfal

7、lsintotheproblemsoflocaloptimalsolution.SoDoublePopulationImprovedAntColonyAlgorithmisusedtostudyReactivePowerOptimizationSolution.Thispaperisapartoftransverseproject-powerdistributionautomationmasterstationsystem.Ultimateresearchobjectiveistodeveloppartofseniorfunctionmodule

8、sofdistributionautomationsystem-reactivepoweroptimizationbasedondual