一种基于多目标优化的配电网重构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，包括以下步骤：S1、根据现有DG配电网电路多目标优化静态重构模型，获取静态模型下配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度；S2、根据配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度，将现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型分为同等的配电网重构时段，获取配电网电路的负载聚类曲线；S3、通过配电网电路的负荷聚类曲线采用基于IPSO的配电网多目标优化动态重构模型，将每一配电网电路的负荷聚类曲线的幅值相近的聚类作为聚类中心，不仅提高了配电网重构效率，而且降低了配电网支路每个节点变化对系统潮流分布的影响，提高了配电网的供电可靠性和运行的经济性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多目标优化的配电网重构优化方法


[0001]本专利技术涉及配电网
，具体涉及一种基于多目标优化的配电网重构优化方法。

技术介绍

[0002]配电网是连接输电线路和用户的重要枢纽，极需提高配电网供电可靠性和电能利用效率应对大规模分布式电源DG的接入和电力市场化的发展，配电网重构通过改变系统的运行结构从而改变潮流分布，是提高配电网供电质量最经济的手段，对配电网进行多目标优化重构研究具有一定价值。
[0003]配电网重构是一个多约束多目标的大规模非线性组合优化问题，配电网重构问题主要有静态重构和动态重构，静态重构是在配电网运行的短时段内以某一时间断面的负荷值为依据完成重构，而动态重构考虑了长时段内负荷的变化，根据制定的开关操作调度表进行优化，现有技术中，用于配电网重构的优化方法还存在以下缺陷：第一、配电网静态重构算法寻优精度低，寻优时间长，直接影响到配电网重构效率，优化目标单一，未曾考虑多目标优化；第二、配电网动态重构大多只考虑了系统整体负荷变化的影响进行重构时段划分，未曾考虑系统中每个节点变化对系统潮流分布的影响，且重构目标单一，未曾考虑顾及开关操作次数下的多指标优化；第三、现有技术采用的负荷聚类算法只考虑了电力负荷曲线幅值或者形态单一的差异，未曾综合考虑电力负荷曲线幅值与形态的变化，直接影响到聚类的准确性，导致重构时段划分不准确，这将影响到配电网的供电可靠性以及运行经济性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，以解决现有技术中配电网静态重构优化目标单一，未曾考虑多目标优化以及未曾考虑顾及开关操作次数下的多指标优化，聚类准确性差的的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，包括以下步骤：步骤S1、根据现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型，获取静态模型下配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度；步骤S2、根据配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度，将现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型分为同等的配电网重构时段，保持配电网电路的每一节点负荷在某一时段内保持恒定值，获取配电网电路的负载聚类曲线；步骤S3、通过配电网电路的负荷聚类曲线采用基于IPSO的配电网多目标优化动态重构模型，将每一配电网电路的负荷聚类曲线的幅值相近的聚类作为聚类中心，根据所述聚类中心优化动态重构模型。
[0006]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S1中，根据现有的DG配电网电路获取配电网电路网络信息，采用基于环网十进制编码策略对配电网电路进行编码，利用潮流计算获取静态模式下配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，所述环网十进制编码策略主要通过改进的粒子群算法更新粒子信息，以获取同一时段的配电网网络信息求解配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡的全局最优解，所述改进的粒子群算法包括：根据现有DG配电网电路获取配电网电路网络信息，对配电网电路设定每条支路的自适应惯性权重，设定粒子群种群大小以约束配电网支路条数；利用蚁群随机生成树初始化粒子群种群大小，通过潮流计算获取粒子的适应度值；根据粒子的适应度值的大小进行排序，根据蛙跳分组思想将种群划分为N个子种群，从中获取子种群最优值和全局最优值，以求解最优配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，将所述最优配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡作为优化目标，构建配电网动态重构模型，对配电网电路的每条支路以外层形态相似为负荷均衡进行相似聚类，采用皮尔逊为相似度量函数对负荷进行形态相似聚类，通过最大最小距离完成聚类中心初始化，具体方法包括：设定配电网电路系统每条支路的共有节点数，依据现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型在重构时间段内取个时间点的负荷值，获取同等的配电网重构时段；将同等时段的配电网电路负荷数据集中每个时间点的对应的负荷状态用表示，其中，表示时刻第n个节点的负荷状态，对应的负荷样本矩阵表达式为： ；对所述负荷样本矩阵进行标准化处理获取配电网电路节点的平均值及标准差；对标准化后的负荷样本矩阵以皮尔逊为相似度量函数进行外层形态相似聚类，设定类间的最小形态相似阈值以及聚类数的取值范围作为最终优化数据。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，采用所述皮尔逊相似度量函数进行外层形态相似聚类方法包括：根据负荷样本矩阵设定聚类数的取值范围，设定类间的最小形态相似阈值为，根据同一支路负荷之间的皮尔逊相似度矩阵，筛选最小皮尔逊系数对应的两负荷状态和，将和两个负荷状态设定为一个聚类，获取皮尔逊系数，表达式为：
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；其中，和属于时间点的不同时刻；从同一支路负荷之间的皮尔逊相似度矩阵中选出到第一个聚类的两个样本的相似度都大于最小形态相似阈值的样本，以相似度最小的两个样本为第二个聚类，筛选出与前两个聚类的所有样本的相似度都大于最小形态相似阈值，从中选出相似度最小的两个样本为第三个聚类，直至达到个聚类，结束初始化相似聚类。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述初始化相似聚类后计算尚未聚类的样本到各个聚类中心的相似度，将未聚类样本按最小相似度进行聚类，完成个聚类，根据每一聚类中样本的平均值确定聚类中心，将第个聚类的聚类中心表示为： ；将第个聚类中心的第维表示为： ；其中，为第个聚类中心的样本总数；依据第个聚类的聚类中心确定出聚类数为时的聚类评价指标的值，其表达式为： ；其中，表示聚类数，表示第个聚类中心的样本总数，表示相应聚类中样本到相应聚类中心的皮尔逊系数。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，依据负荷均衡外层形态聚类的所述评价指标，将负荷均衡的内层幅值以欧式距离为相似度量函数进行相近聚类，约束负荷均衡外层形态聚类类间的最小形态相似阈值为，方法包括：设定负荷均衡的内层幅值相似聚类的聚类数C，通过同一支路负荷之间的皮尔逊相似度矩阵，筛选最小皮尔逊系数对应的两负荷状态和，计算两负荷状态和之间的欧式距离，获取最小距离阈值，其表达式为： ；以每个样本到所有负荷聚类中心的加权平方和为目标函数进行迭代，通过目标函数对加权数求偏导数存在一个极小值以约束最佳聚类类间的最小形态相似阈值。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，基于所述最佳聚类类间的最小形态相似阈值结合聚类评价指标，动态划分重构时段，对聚类负荷信息进行配电网动态重构。
[0013]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：本专利技术利用基于IPSO的配电网重构策略完成配电网多目标优化动态重构，对配电网电路的每条支路以外层形态相似以及内层幅值相似为负荷均衡进行相似聚类，完成重构时段划分，以每一重构时段中相应聚类的聚类中心为负荷状态，完成配电网多目标优化动态重构，通过对负荷均衡曲线的幅值与形态的聚类，适应不同的场景，不仅提高了配电网重构效率，而且降低了配电网支路每个节点变化对系统潮流分布的影响，提高了配电网的供电可靠性和配电网运行的经济性。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、根据现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型，获取静态模型下配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度；步骤S2、根据配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度，将现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型分为同等的配电网重构时段，保持配电网电路的每一节点负荷在某一时段内保持恒定值，获取配电网电路的负载聚类曲线；步骤S3、通过配电网电路的负荷聚类曲线采用基于IPSO的配电网多目标优化动态重构模型，将每一配电网电路的负荷聚类曲线的幅值相近的聚类作为聚类中心，根据所述聚类中心优化动态重构模型。2.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，其特征在于：所述步骤S1中，根据现有的DG配电网电路获取配电网电路网络信息，采用基于环网十进制编码策略对配电网电路进行编码，利用潮流计算获取静态模式下配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡度。3.根据权利要求2所述的一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，其特征在于，所述环网十进制编码策略主要通过改进的粒子群算法更新粒子信息，以获取同一时段的配电网网络信息求解配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡的全局最优解，所述改进的粒子群算法包括：根据现有DG配电网电路获取配电网电路网络信息，对配电网电路设定每条支路的自适应惯性权重，设定粒子群种群大小以约束配电网支路条数；利用蚁群随机生成树初始化粒子群种群大小，通过潮流计算获取粒子的适应度值；根据粒子的适应度值的大小进行排序，根据蛙跳分组思想将种群划分为N个子种群，从中获取子种群最优值和全局最优值，以求解最优配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡。4.根据权利要求3所述的一种基于多目标优化的配电网重构优化方法，其特征在于，将所述最优配电网电路的有功功率、电压偏移量及负荷均衡作为优化目标，构建配电网动态重构模型，对配电网电路的每条支路以外层形态相似为负荷均衡进行相似聚类，采用皮尔逊为相似度量函数对负荷进行形态相似聚类，通过最大最小距离完成聚类中心初始化，具体方法包括：设定配电网电路系统每条支路的共有节点数，依据现有的DG配电网电路多目标优化静态重构模型在重构时间段内取个时间点的负荷值，获取同等的配电网重构时段；将同等时段的配电网电路负荷数据集中每个时间点的对应的负荷状态用表示，其中，表示时刻第n个节点的负荷状态，对应的负荷样本矩阵表达式为：；对所述负荷样本矩阵进行标...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗金满，赵善龙，邹钟璐，叶思琪，余凌，袁咏诗，高承芳，冷颖雄，董彩红，刘丽媛，封祐钧，梁浩波，林浩钊，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：