资源描述：
《基于改进十进制编码的配网重构遗传算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国电机工程学会第十届青年学术会议·吉林基于改进十进制编码的配网重构遗传算法丰丹黎平王金翠高旻龙(东北电力大学研究生部吉林吉林132012)摘要：根据配电网结构，提出了新的十进制遗传编码规则及其与之适应的遗传操作策略。首先将全网的联络开关所确定的环网统一编号，并在每个环内将开关单独编号。以联络开关作为基因位，该位的取值是该联络开关所确定的环网内打开的开关序号。应用该编码规则可以减少染色体的长度（染色体的长度是联络开关数）。并且提出了与之相应的遗传操作策略，在遗传操作中没有不可行解产生。算例表明，该方法节省计算时间，极大提高计算效率。在
2、大规模配电网的重构中，该编码规则更显出极大的优势。关键词：配网重构十进制遗传编码遗传算法1.引言城市配电网络闭环设计，开环运行。配电网络重构就是调整联络开关和分段开关的组合来达到降低网损、隔离故障、平衡电压的目的。因此配网重构是电网经济运行、提高安全可靠性的重要手段。配网重构是NP难问题，见诸于文献的求解方法有很多，有最优流方法、启发式方法、开关交换法、遗传算法。其中遗传算法在解决高维空间、高复杂及非线性问题的优化中具有全局最优、效率高等优点，而被应用于配网重构。从文献看，遗传算法用于配网重构已经成为一种趋势。但通常的遗传算法在产生初
3、始解时效率很低,产生可行解的几率仅约千分之几[1,2],再经过交叉、变异等操作过程可行解剩余几率尚不足千分之一[3]。而文献[4]通过度量违反约束程度的罚函数值来判断不可行解的优劣显然计算量巨大。大量不可行解的产在文献[5]中作者将模糊遗传算法用于配网重构；在文献[6,7]中提出新颖的改进遗传编码的配网重构遗传算法。上述文献中有的在遗传编码时考虑了配网的结构特点，使不可行解减少，但仍然有大量的不可行解产生。文献[7]在产生不可行解后，将它改良为可行解。这个改良过程也要耗费时间。而本文研究了基于配电网潮流的最小电压法的遗传编码规则，无论
4、在产生初始种群还是遗传操作，都没有不可行解产生。如何将问题的解转换为编码表达的染色体是遗传算法的关键问题。许多遗传编码方法用二进制串表达，但对于许多遗传算法的应用，特别是在电力工业中，这种简单的编码方法很难直接描述出问题的性质。配网重构中选择适当的解的表达方法是遗传算法解决大规模配网重构问题的基础。本文将解的表达方法和适于问题的遗传算子结合起来考虑，提出新的配网重构遗传编码则，染色体长度缩短，计算效率提高，没有不可行解产生。2.配网重构的数学模型配网重构就是在安全可靠、无网络孤岛和确保配电网络为开环运行的前提下,通过改变网络中开关的状
5、态(即选择不同的供电路径),达到网损最小或某种指标最优。通常目标函数为网损最小,故配网重构的目标函数可以表示为:nk2minf=∑rIkiii2-1i=1其中：nb为配电网网络中的支路数；;ri为第i条支路的电阻；Ii为流过第i条支路的负荷电流;ki为开关i的状态,0表示开关打开,1表示开关闭合。系统网损f可以通过潮流计算得到,本文采用快速分解算法。对于线路R/X比值较大的配电网络,快速分解算法可能无法收敛,此时应用收敛特性与线路及R/X比值无关的基于支路电流的潮流计算[9]方法。一般还要求式(1)满足电压约束、支路过载约束和变压器过
6、载约束等,即:UU≤≤U2-2ii,mini,maxSS≤2-3ii,maxSS≤2-4tt,max-1-中国电机工程学会第十届青年学术会议·吉林其中Ui,min,Ui,max分别为第i个节点电压的允许上限和允许下限值;Si和Si,max分别为流过第i条支路的实际功率及其最大容许值;St和St,max分别为变压器供出的实际功率及其最大容许值。上述不等式约束可以通过越界罚函数[10]加入到目标函数中。用GA来求解约束问题时,传统的方法是使用罚函数:在适应度函数中加上由罚因子构成的罚函数项。但这种方法生成的新目标函数的最优解依赖于罚因子的
7、选择,无论罚因子过小或过大都会给求解最优解带来困难。本文采用了一种新的在GA中广泛使用的竞争选择方法[11],不需要罚因子而直接比较个体优劣的做法,即对于两个给定的个体,当两个解个体都可行时,通过比较他们的适应度值来直接判断优劣;当两个中有一个可行一个不可行时,则无条件的认为可行解个体为优;当这两个解个体都不可行时,则根据他们所对应的作为违反约束度量的罚函数值来判断他们的优劣,违反约束越小的个体越好,从而避免选择罚因子的直接比较(DirectComparison)方法。本文以网损最小为目标函数的GA适值函数为：F=1/f3.染色体的编
8、码策略现有的GA在电力系统中的应用,基本上都是简单地套用基本的GA而忽略了优化问题的特殊性及相应的建模与求解技巧[7]。研究并优化与电力系统相关的遗传编码及遗传操作策略具有重要意义。3.1染色体编码的一般要求在GA中,问
