基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法技术方案

本发明专利技术公开了基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法，以确定低压配电系统中节点负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略为决策变量，保证系统在各种接线情况下具有相同的拓扑结构，只通过0‑1逻辑变量取值不同来改变各节点负荷的相序配置策略，以负荷用户不同相序配置策略下全部支路的总线损最小为适应度函数，将低压配电系统三相负荷优化平衡问题描述成一个数学优化问题，在低压配电系统全部支路的总线损计算模型中，通过矩阵形式描述电路模型的拓扑结构，使低压配电系统三相负荷优化平衡配置完全转化为非线性优化的数学问题，并利用遗传算法来解决这一问题，在方案形成过程中不需要人工参与，易于编程实现，且算法简单，解决问题的规模更大，并能够给出符合工程实际的较优解。

Three-phase Load Optimal Balance Allocation Method for Low Voltage Distribution System Based on Genetic Algorithms

【技术实现步骤摘要】
基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法
本专利技术涉及低压配电
，尤其涉及一种基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法。
技术介绍
目前，低压配电网降损工作是电力企业综合线损管理中的重要环节，意义十分重大。我国低压配电网一般采用三相四线制供电，三相不平衡现象较为严重，造成额外网损。对单相负荷进行三相平衡优化，能有效地降低低压配电网的损耗，是一种投资少、见效快的降损方法。低压配电网中的用户多数为单相负荷用户，容易导致三相不平衡，而三相负荷用户也不是绝对的平衡，这就会在中性线中产生电流，导致线损的增加，由此在低压配电网中进行负荷的三相平衡可有效地降低电网线损。开展负荷三相平衡工作能使低压配电网线损率在现有基础上再下降30％～50％，效果十分显著。而进行负荷三相平衡只需要对用户的接入相做调整即可，并不需要额外增加投资，因此，三相平衡降损法又是一种简单经济的降损方法。在三相四线制的低压配电网中，三相负荷、单相负荷均可方便的接入，这是380V/220V系统的优点之一。但是由于其接线方式有三相四线、三相三线、单相两线等多种形式，使三相电网结构在负荷接入处难以始终保持三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：步骤一，将低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统，并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定低压配电系统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略：1‑1，根据低压配电系统负荷接入情况，将其等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统；低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入，单相负荷接入其中一相时，在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称，这里对单相负荷作电路等效处理，接入相负荷值不变，未接入相等效为接入零值负荷，将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式，则负荷节点...

【技术特征摘要】
1.基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：步骤一，将低压配电系统等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统，并建立结构对称低压配电系统简化的电路模型和确定低压配电系统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略：1-1，根据低压配电系统负荷接入情况，将其等效为各种接线情况下均三相结构对称的低压配电系统；低压配电系统的单相负荷以单相两线接线方式接入，单相负荷接入其中一相时，在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称，这里对单相负荷作电路等效处理，接入相负荷值不变，未接入相等效为接入零值负荷，将单相两线接线形式等效为三相四线接线形式，则负荷节点接入低压配电系统的结构变为三相结构对称的三相四线制；低压配电系统的两相负荷以两相三线接线方式接入，当两相负荷接入其中两相时，在接入负荷处低压配电系统结构就不再三相对称，这里对两相负荷作电路等效处理，接入相负荷值不变，未接入相等效为接入零值负荷，将两相三线接线形式等效为三相四线接线形式，则负荷节点接入低压配电系统结构变为三相对称结构的三相四线制；低压配电系统的三相负荷以三相四线接线方式接入，接入负荷处低压配电系统结构为三相对称结构的三相四线制；1-2，根据等效后三相结构对称低压配电系统的特点，建立简化的电路模型，将配电变压器低压侧作为电势节点，等值为电压幅值和相角为恒定已知量；其余节点都是负荷接入点，简称为负荷节点；馈线上所有负荷等效为支路末端节点集中的三相负荷，且为恒功率即PQ负荷，简称为三相负荷；馈线支路采用集中参数模型，故低压配电系统中只有一个电势节点，其余节点为负荷节点；低压配电系统中每一条支路与系统中的两个节点相连，潮流流出节点称为支路始端节点，潮流流入节点称为支路末端节点；1-3，建立确定低压配电系统中三相负荷接入相序的二进制编码的相序配置策略；步骤二，针对低压配电系统三相负荷的优化配置问题，建立低压配电系统全部支路总损耗计算的数学模型，以低压配电系统负荷用户不同相序配置策略下全部支路的总损耗最小为适应度函数；步骤三，得到初始群体：规定初始群体的大小，用随机方式产生同样多个彼此不同的，可以确定低压配电系统三相负荷接入相序的相序配置策略；步骤四，根据适应度函数对初始群体进行计算，选择出一部分最优解直接复制到下一代，其余个体以一定的概率进行变异操作，交叉操作；步骤五，当达到所规定的迭代次数时，算法终止，停止运算，输出结果。2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法，其特征在于，步骤三中，某一节点实际接入负荷是三相负荷或者两相负荷时，该三相负荷或者两相负荷接入相序在三相负荷优化配置时不发生变化，只改变实际接入是单相负荷的接入相序的相序配置策略。3.根据权利要求1所述的基于遗传算法的低压配电系统三相负荷优化平衡配置方法，其特征在于，所述的步骤二具体包括如下步骤：2-1，对电路模型拓扑结构中的支路和节点进行编号，从与电势节点相连支路出发，依次编号为1,2,3……b，b为配电系统的支路数；电势节点编号为0，对应支路末端节点依次编号为1,3,4……n-1，n为低压配电系统的节点数，则N＝n-1；为了后续程序简便起见，编号时使支路编号与相连的末端节点编号相同，则有b＝n-1；并通过初始数据矩阵DS来表述电路模型的拓扑结构和具体参数，初始数据矩阵DS为b行，6列的矩阵，其中第i行为：DS(i，∶)＝[y，NS(y)，NR(y)，L(y)，x(NR(y))，S(NR(y))]；i＝1,2,......,b；y为第i条支路编号，NS(y)为第i条支路始端节点的编号，NR(y)为第i条支路末端节点的编号，L(y)为第i条支路长度，X(NR(y))为末端节点为NR(y)的三相负荷的相序配置策略，则x(NR(y))＝xj，S(NR(y))为末端节点为NR(y)的三相负荷复功率，当NR(y)＝j时，当xAj＝0时Saj＝0，当xAj＝1时Saj为第i条支路的末端节点j接入的三相负荷中A相负荷的复功率；同理，当xBj＝0时Sbj＝0，当xBj＝1时Sbj为第i条支路的末端节点j接入的三相负荷中B相负荷的复功率；当xCj＝0时Scj＝0，当xCj＝1时Scj为第i条支路的末端节点j接入的三相负荷中C相负荷的复功率；j＝1,2,......,n-1；2-2，通过初始数据矩阵DS来构造电路模型的节点支路关联矩阵NB，节点支路关联矩阵NB为n行，b列的矩阵，第j行第i列元素NB(j,i)为：其中，j＝1,2,......,n，i＝1,2,......,b；2-3，根据节点支路关联矩阵NB构造由电势节点到负荷节点的潮流流经的路径矩阵P，路径矩阵P为(n-1)行，b列的矩阵，第j行第i列元素P(j,i)为：其中，j＝1,2,......,n-1，i＝1,2,......,b；2-4，根据路径矩阵P和初始数据矩阵DS，构造电势节点到负荷节...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋菊，刘楷安，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41