【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于减少配电网功率损耗，尤其涉及基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法及设备。
技术介绍
1、在电力系统中，配电系统是一个至关重要的网络，它将电力从输电系统或分输电系统输送到最后几英里的用户。它与输电系统的区别在于它的电压水平和拓扑结构。通常，配电系统被认为是在低电压下运行的。因此，配电系统比输电系统遭受更高的欧姆损耗,这导致消费者无法获得配电公司在网络中分配的全部电力，这直接影响到该行业的经济盈利能力和为电力服务付费的客户。因此，研究一种修改配电网以保持最优径向运行结构以获得更好地降低电压和配电网功率损耗的方法具有重要的现实意义。
2、配电网络通常被构建为相互连接的网络，而在运行中，地形解剖结构以径向树的形状组织，这意味着这样的系统归属于径向系统。
3、这些径向馈线有一组断开开关安装在战略网络点。这些开关修改网络拓扑结构，称为网络重构，根据开关的配置，能量浪费可以最小化。在各种降低能量损失的方法中，网络重构(nr)是最有效的方法之一，因为它不需要任何成本。因此，网络重构(nr)问题在配电网的运行中起着重要的作用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决配电网功率损耗研究与最小化的问题。有效考虑了网络重构问题属于共轭问题，具有离散性质的控制变量(连接位置、分段开关等)，每次迭代都必须对其进行分析，以确定具有径向结构的最佳配电网。本专利技术采用了一种有效的优化工具，即灰狼优化(gwo)方法，对约束条件进行适当处理，产生稳定的收敛特性，在较短的执行
2、本专利技术的技术方案基于灰狼优化的配电网功率损耗研究方法，具体包括以下步骤：
3、步骤1、将网络重构和各馈线支路的功率损耗作为目标函数，考虑灰狼优化算法过程中目标函数的最小化问题，并设置约束条件加以限制，以获得最优解。
4、步骤2、灰狼群体通常有5到12只个体，在一个等级制度中，最具统治力的成员被称为α，接下来的三只狼按等级顺序是β、ω和δ，β协助决策，ω占据最低等级。通过模拟灰狼的绕圈、捕猎和攻击猎物的自然行为，专利技术了灰狼优化算法来寻找网络重构问题的真正解决方案。灰狼的位置作为变量，需要进行优化；灰狼与猎物之间的距离决定了目标函数的适应度值；每只灰狼根据基于优化算法的系统指令和反馈，不断改变自己的位置，到达最满意的位置；在迭代过程中可以找到最佳的可实现解决方案。
5、步骤3、将灰狼算法应用到配电网网络重构的问题中，并计算灰狼算法求解网络重构问题最优解的时间复杂度。
6、根据本专利技术提供的基于灰狼优化的配电网功率损耗研究方法，步骤1所述目标函数为：
7、
8、式(1)采用支路电流作为变量，模拟最小化有功功率之和。
9、式中，pi、qi分别表示第i条母线的负载功率(有功功率和无功功率)，vi是电压的第i条母线的电压幅值，ri为支路电阻，ts和sw分别是连接开关和分段开关。
10、步骤1所述约束条件为：
11、vmin≤vj≤vmax；j∈nbus (2)
12、重新配置后，母线电压应在系统操作人员允许范围内。式中，vmin和vmax分别为第j个节点的pu节点电压的最小值和最大值，vj为第j个节点的pu节点电压，nbus为节点总数。分支按其额定值对指定电流的容量计算公式为式(3)：
13、
14、式中ii和分别为第i条支路电流和第i条支路的最大载流能力，nbr为支路总数。
15、根据本专利技术提供的基于灰狼优化的配电网功率损耗研究方法，步骤2所述灰狼的绕圈为：
16、
17、
18、式中，t表示当前迭代次数，为向量的系数，表示灰狼的绕圈次数，向量表示猎物的位置，向量表示灰狼的位置。其中：
19、
20、
21、式中，表示0到1之间的随机向量，并且设定的值从2到0递减。
22、在整个迭代过程中，最佳候选解决方案(α)的更新位置首先出现，然后是β狼和δ狼的位置。最后，根据搜索代理的位置，用三个最优值更新ω狼的位置，也可以建模如下：
23、
24、
25、
26、
27、式中，t表示当前迭代次数，为向量的系数、，向量表示猎物的位置，向量表示灰狼的位置，分别表示α狼、β狼、δ狼的绕圈次数。
28、在迭代过程中，向量值从2线性减小到0；因此，向量也因为值的减小而减小。由于向量在[-2a,2a]范围内随机波动，最终表明优化正向猎物收敛。这种情况意味着狼被迫攻击猎物，或者狼会寻找更好的候选解决方案(α)，这种情况一直持续到优化的收敛。
29、根据本专利技术提供的基于灰狼优化的配电网功率损耗研究方法，步骤3所述将灰狼算法应用到配电网网络重构的问题中包括以下步骤：
30、步骤3.1、控制变量初始化；
31、为了保证可行的径向网络拓扑结构，连接开关是控制变量，必须打开和维护。因此，灰狼算法参数必须根据控制变量进行初始化。下述控制变量均以整数表示。控制变量的总数等于连接开关的数量，其总和从每个基本回路中随机选取。因此，nl是基本回路的总数，计算公式如下：
32、nl＝nbr-(bbus-nss) (12)
33、式中nbr和nbus分别为支路总数和母线总数，nss为变电站总数。
34、步骤3.2、候选解结构；
35、候选解结构是一个整数，对于每次循环，选择一个控制变量，所以连接开关的个数等于基本回路的总数，需要打开以保护径向结构，即(nl＝ntie)。然后随机生成一个均匀分布的整数，如式(13)所示：
36、xij＝randint(1，1[1，tsj])；i∈np and j∈ntie (13)
37、
38、式中，tsj为第j个连接开关，ntie为连接开关的总数，np为种群数，表示第i个种群的第j个连接开关，式(14)表示初始种群的矩阵结构。
39、步骤3.3、增广目标函数与估计；
40、径向结构从种群的起始位置开始实现，对于每个试解，都会计算目标值，检查以下径向拓扑的顺序程序以此确定目标值。
41、初始化矩阵b(b，b)，a是环路配电网矩阵，b为总线编号，s是一组馈线，
42、s＝[馈线1，馈线2，···馈线k]
43、矩阵a及其项定义如下：
44、i.如果节点i与节点j互连，则a(i，j)＝a(j，i)＝1
45、如果节点i与节点j没有互联，则a(i，j)＝a(j，i)＝0
46、如果存在从节点i到节点j的连接切换，则a(i，j)＝a(j，i)＝0
47、ii.负载节点的估算：
48、如果且a(m，n)＝1，...
【技术保护点】
1.基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于：灰狼群体有5到12只个体，在等级制度中，最具统治力的成员被称为α狼，接下来的三只狼按等级顺序是β狼、ω狼和δ狼，β狼协助决策，ω狼占据最低等级；灰狼的位置作为变量进行优化；灰狼与猎物之间的距离决定了目标函数的适应度值；每只灰狼根据基于优化算法的系统指令和反馈，不断改变自己的位置，到达最满意的位置；在迭代过程中找到最佳方案；具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于：
5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时
7.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法。
...【技术特征摘要】
1.基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述基于灰狼优化的配电网功率损耗研究的方法，其特征在于：灰狼群体有5到12只个体，在等级制度中，最具统治力的成员被称为α狼，接下来的三只狼按等级顺序是β狼、ω狼和δ狼，β狼协助决策，ω狼占据最低等级；灰狼的位置作为变量进行优化；灰狼与猎物之间的距离决定了目标函数的适应度值；每只灰狼根据基于优化算法的系统指令和反馈，不断改变自己的位置，到达最满意的位置；在迭代过程中找到最佳方案；具体步骤如下：
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈韶昱，赖秀炎，徐凤乾，李青杉，郑志祥，吕慧珍，徐艺，陈星，周祺超，郑杰，胡谦，杜子璇，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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