基于细菌群体趋药性算法的可用输电能力计算.pdf

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1、第31卷第4期东北电力大学学报Vol。31．No．420I1年8iJournalOfNortheastDianliUniversityAug．，2011文章编号：1005—2992(2011)04—0008—08基于细菌群体趋药性算法的可用输电能力计算陈厚合，廖海亮，李国庆(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：构建了基于最优潮流模型的可用输电能力(AvailableTransferCapability)ATC计算模型，并采用细菌群体趋药性算法对该模型进行求解。为简化rt维变量寻优问题，将n维空间的求解问题化简为(rt一1)个二

2、维空间问题进行求解，并给出了新的求解此二维空间的表达式；根据ATC求解特点，引入自适应步长，对步长和方向进行自适应调整；针对寻优过程中的最优值，引入公告板，将最优值暂存在公告板内，避免最优值随机抛弃。该算法不仅提高了ATC求解的运算速度，同时保证了算法在ATC计算过程中的全局搜索能力。IEEE一30节点系统的仿真结果验证了其有效性和合理性。关键词：可用输电能力；细菌群体趋药性算法；最优潮流中图分类号：TM744文献标识码：A可用输电能力(AvailableTransfercapability)ATC是指在现有的输电合同基础上，实际物理输电网络中

3、剩余的、可用于商业使用的输电容量j。在市场环境下，不能精确、可靠地反映网络实际的ATC水平，都会导致市场参与者的利润、系统运行安全可靠性以及用户服务水平的严重降低。因此，作为衡量电网安全稳定运行的重要指标及引导资源优化配置的ATC，已成为电力系统急待解决的热点问题之一。近些年来，各国学者对系统ATC计算展开了大量研究，并取得了一定的成果。目前，常用计算ATC的方法有：1)线性分布因子法j，该方法以直流潮流为基础，忽略了电压和无功功率地影响，因此计算量小，求解速度快，但该法的快速以牺牲一定准确度为代价，且在缺乏无功功率支持和有效电压控制的重负荷系

4、统中会出现无法接受的误差；2)连续潮流法J，该方法考虑了系统非线性和电压无功特性，具有较强实用价值，不过由于该法在计算中未进行发电机和负荷功率的优化，计算结果偏保守；3)最优潮流法，该方法综合考虑包括潮流方程、输电线路容量极限和电压限值等系统约束，将ATC问题转化为最优化问题，求出理论最优解，对于这类最优化问题，可利用多种优化算法求解，如：内点法、连续二次规划法和Bendersl_算法等传统经典算法，以及遗传算法j、改进粒子群算法等人工智能算法。然而，经典优化算法要求ATC目标函数连续可微且采用单一搜索机制，很难跳出局部最优；智能算法需给出诸如

5、罚函数、交叉率、变异率、初始染色体群等参数，而这些参数选取至今仍无确定的准则。细趋药性算法。。(BacterColony，简称BC)是一种从细菌行为中获得灵感的优化方法。2005年，我国学者李威武等人在此基础上提出细菌群体趋药性算法㈡(BacterColonyChemotaxis，简称BCC)。该算法c细菌刁仪继承了BC算法中使用自己的运动位置信息进行函数优化，同时也利用其他细菌的位信息进行数优化、BCC算法自身的寻优特点使其在一些问题上的优化速度和精度上优于其他一．fi—e常的优化算法，该法在电力系统无功优化取得较为理想的结果。第4期陈厚合等

6、：基于细菌群体趋药性算法的可用输电能力计算9综上所述，本文构建基于最优潮流模型的ATC计算模型，并借助BCC算法求解该模型。针对售电区发电机及送电区负荷的n维变量寻优问题，提出将该rt维空间的寻优问题化简为(rt一1)个二维空间求解，并给出对应的求解表达式；针对ATC求解的特点，引入自适应步长和公告板，提高了ATC求解运算速度，同时保证ATC求解过程中的全局搜索能力。最后通过IEEE一30节点系统对该方法进行了仿真验证。1BCC算法简介1．1单个细菌移动描述细菌在营养剂或引诱剂环境下，会进行相应的反映活动。收集信息，进行移动，在移动中不断修正方

7、向和步长，找到环境中最有营养的位置。细菌对营养剂或引诱剂的反映运动遵守参考文献[11]的假设。假设细菌群体所处的环境是一个n维空间，则细菌移动步骤如下：步骤1系统参数设定，在整个算法中，当期望的精度占给定后，可以得到如式(1)一(3)所示的，，b三个系统参数。0"10·刀=E，(1)b=To·(巧·l0)，(2)-03Ir。=(b1·10，(3)、10，式(1)～(3)是由细菌运动轨迹方程线性回归统计得出的，是最短平均时间，与计算精度有关的参数，r是与细菌运动方向转角相关的时间，b是与维数无关的参数。步骤2选择移动方向，当细菌个体移动时，用移动

8、步长和移动方向即一个半径r和(n一1)个角度(。，，⋯，)表示细菌在n个维度中相邻维度两两组合所构成的平面内的移动角度，即把细菌的n维移动转化成(凡一