一种电网多目标标幺化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统分析优化技术领域，特别涉及一种电网多目标标么化的方 法。
【背景技术】
[0002] 多目标优化在现实生活中极为普遍，一个问题通常涉及多个不同意义、不同视角 的目标，而这些目标之间经常相互冲突和矛盾，电力系统是一个极为复杂、庞大的系统，其 多目标优化是一项重要、艰巨、复杂的任务。电力系统中有成千上万的目标可以作为优化目 标，随着科技进步和人们认知水平的发展，经济、环境、社会效益等指标已逐渐成为共识。
[0003] 降低网损、均衡负荷是配电网最为常见的优化目标，二者分别侧重反映电力系统 的经济、安全可靠指标，他们均可以表示成为支路电流的函数。多目标优化问题主要的解决 方案可以分为两类，一类是将多目标通过加权转化成为单目标函数，另一类则是给出帕雷 托（Pareto)最优解，前者在指定权重因子后，可以得到唯一解，而后者是给出一系列的可 行解（Pareto边界），需要在一个很大的解集中选择感兴趣的解。电力系统优化控制对实时 性的要求较高，因此前者在实时控制中得到了广泛的应用。
[0004] 关于帕雷托最优解可以参见Deb、Beyer等人发表的"A fast and elitist multiobjective genetic algorithm:NSGA-II" （IEEE Transactions on Evolutionary Computation，2002 年第 6 卷第 2 期）。
[0005] 网损可以表示为
，变压器负载均衡可以表示为
其 中Rbi为第i条支路的电阻，尤为第i条支路的安全电流，b为支路总数，目前研究将Ob = W1OVw2Ob2，作为加权后的目标，虽然物理意义清晰，但这两个目标的绝对值大小差异通常 在1~3个数量级，从而使加权意义不大；近期有研究将某种特定运行方式下的潮流断面中 支路的值带入各个子目标中得到各个子目标的值，并作为各个子目标的基值。这种方法在 一定程度上解决上述所提到的问题，但是其存在以下不足：
[0006] 1.特定运行方式不具有代表性，不同运行方式下得到各个支路的电流值相对差异 大，因此选择不同运行方式得到的目标经过优化后差异大，对结果的影响很大。
[0007] 2.计算某种特定的运行方式，需要进行一次完整的潮流计算，对于实时控制而言， 额外的复杂计算应当避免。
[0008] 如何解决上述问题，寻找高效的电网多目标优化标幺化的方法是实时控制需要解 决的一个问题。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为解决上述问题，提出一种电网多目标标么化的方法，该方法通 过将支路安全电流设定为支路电流值，在此基础上计算出各个子目标的值，该值作为各个 子目标的标么基值，总目标为各个标么化的子目标的加权值，该方法只需要极少的、简单的 计算量，就可以将各个子目标的（降低网损、负荷更均衡）映射到可以类比的尺度，很好的 解决了多目标优化难以标么的问题，无论实时控制还是离线分析，都可以应该用该方法对 目标进行标幺化。
[0010] 本发明提出一种电网多目标标么化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0011] 1)确定电网多目标优化的目标组成，子目标总个数记为n，第k个目标记 为目标Obk，设定各个目标的权重系数，目标01\的权重系数记为w k，'^满足条件
[0012] 2)建立各个目标与支路电流的函数关系，
其中fbl为第i条支路 的电流，gk为第k个目标与电流的的函数关系，M为支路总数；
[0013] 3)将支路i的电流设置为支路的安全电流7；，得到该条件下各个目标的取值，将 该值作为目标的标么基值，第k个目标的基值为.
[0014] 4)以Basek作为第k个目标的基值进行标幺化，第k个目标标幺后的值
，最终的目标函数
【具体实施方式】
[0015] 本发明提出了一种电网多目标标幺化的方法，实施例详细说明如下：
[0016] 该方法包括以下步骤：
[0017] 1)确定电网多目标优化的目标组成，子目标总个数记为n，第k个目标记 为目标Obk，设定各个目标的权重系数，目标01\的权重系数记为w k，'^满足条件
?
[0018] 2)建立各个目标与支路电流的函数关系，
，.其中fbl为第i条支路 的电流，gk为第k个目标与电流的的函数关系，M为支路总数；
[0019] 3)将支路i的电流设置为支路的安全电流I，得到该条件下各个目标的取值，将 该值作为目标的标么基值，第k个目标的基值为
[0020] 4)以Basek作为第k个目标的基值进行标幺化，第k个目标标幺后的值
'最终的目标函数:
[0021] 下面以一个小型的电力系统模型为例，介绍本发明的一个具体实施例，首先简要 介绍一下实施例。
[0022] 该实施例来自一个实际的电网系统，包括778个开关，99个刀闸，712条线路段， 538个负荷。
[0023] 本实施例的方法，包括以下步骤；
[0024] 1)确定电网多目标优化的目标组成，子目标总个数记为n，第k个目标记 为目标Obk，设定各个目标的权重系数，目标01\的权重系数记为w k，'^满足条件
[0025] 降低网损（记为Ob1)和保持变压器负荷均衡（记为Ob2)是最为常见且重要的两个 指标，该实施例中子目标η = 2,选择网损和变压器负载均，权重系数设置为W1= W2= 0. 5， 研究优化前后网损和变压器负载均衡值，Ob = 0. 5*04+0. 5*0b2;
[0026] 2)建立各个目标与支路电流的函数关系，
其中fbl为第i条支路 的电流，gk为第k个目标与电流的的函数关系，M为支路总数；
[0027] 网损,
，:负荷均衡
，其中Rbl为第i条支路的电阻，?: 为第i条支路的安全电流；
[0028] 3)将支路i的电流设置为支路的安全电流I，得到该条件下各个目标的取值，将 该值作为目标的标么基值，第k个目标的基值为
[0029] 网损基值
，变压器负载均衡基值
[0030] 经过计算，网损基值Base1S 404. 968,变压器负载均衡基值Base 2为821。
[0031] 4)以Basek作为第k个目标的基值进行标幺化，第k个目标标幺后的值
，最终的目标函数
[0032] 最终目标
[0033] 最后得到的结果如下表所示
[0034]
CN 105139288 A VL 4/4 贝
[0035] 从上表可以看出，采用前文的标么化方法后，网损和变压器负载均衡均有改善。
[0036] 从上述步骤可以看出，本发明中多目标标幺化的方法，具有极高的效率和明确的 物理含义，不需要知道电网的实时运行状态就可以得到各个目标的基准值，基准值的计算 量少，电力系统正常运行方式下，支路电流均不过载，因此有〇b k〈Basek，这样标么化后的子 目标取值范围均在〇~1之间，有着很好的鲁棒性。
【主权项】
1.一种电网多目标标么化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1) 确定电网多目标优化的目标组成，子目标总个数记为n，第k个目标记为目标Obk，设 定各个目标的权重系数，目标01\的权重系数记为wk，《^满足条件2) 建立各个目标与支路电流的函数关系，，其中fbl为第i条支路的电 流，gk为第k个目标与电流的的函数关系，M为支路总数； 3) 将支路i的电流设置为支路的安全电流得到该条件下各个目标的取值，将该值 作为目标的标么基值，第k个目标的基值为4) 以Basek作为第k个目标的基值进行标幺化，第k个目标标幺后的值最终的目标函数
【专利摘要】本发明涉及一种电网多目标标幺化的方法，属于电力系统分析优化领域。该方法在基于回路分析的基础上，建立回路电流与支路电流的关系，将各个子目标表示为支路电流的函数，选择支路电流等于安全电流，计算各个子目标的值，并以该值作为各个子目标的基准值，然后用子目标除以对应的基准值从而得到标幺值，标幺后的子目标按照权重求代数和得到最终的目标。该方法可以很好的解决不同目标难以映射到相同的尺度问题，保证不同维度、不同性质的目标具有可比性，且需要的计算量很少，可以满足实时优化的需求。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN105139288
【申请号】CN201510555521
【发明人】郭子明, 初祥祥, 王东升, 孙玥, 张昊, 王鹏, 陈建华
【申请人】国网冀北电力有限公司, 国家电网公司, 北京清大高科系统控制有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月1日