一种基于遗传模拟退火算法的电网线损管理评价方法_2

文档序号:9727850阅读:来源:国知局
xkd的数学模型计算公式为:
[0042]
[0043]兵十:^刀符划力、电FU电压等级下的线路长度;化为待划分电网i电压等级线路总 条数;
[0044] (3)导线截面积Ydxjm的数学模型计算公式:
[0045] Ydxjm=X Lossiq0(qiaLi0a+qibLi0b+qicLi9c)
[0046] 其中:Θ为导线类型序号,当Θ = 1时,表示架空线,θ = 2时,表示电缆;qe为导线类型 权重,按架空线和电缆的长度比例,如果某电网无电缆,则qi取100% ;L〇SSi为待划分电网全 范围内i电压等级分压线损率为待划分电网的i电压等级架空线路或电缆的 截面与待划分电网i电压等级线路长度的比,将导线按截面积大小分为I截面、Π 截面、m截 面三种截面,其中I截面的截面积小于π截面的截面积、π截面的截面积小于m截面的截面 积,a、b、c分别代表1截面、Π 截面、ΙΠ 截面;qia、qib、qi。分别代表i电压等级a、b、c截面导线对 线损影响的权重系数。
[0047] (4)配变设备状况ΥΡΒΖΚ的数学模型计算公式:
[0048] Ypbzk = qdTd+qeTe+qf Tf
[0049] 其中:Td、Te、Tf分别为高耗型号、普通型号、节能型号的配变容量比例,高耗型号为 S7以下,普通型号为S9~S11,节能型号为S11以上,其中非晶合金变及单相变的容量合并归 入S11以上型号参与计算;
[0050] (5)无功补偿配置的数学模型计算公式为:
[0051] Ywgbc= Σ Lossi (1-ffi)
[0052] 其中:L〇SSl*待划分电网全范围内i电压等级分压线损率为各电网的i电压等 级无功补偿配置系数,主变所配置电容器容量与主变容量的比值;
[0053] (6)负荷空间分布Yfhsj的数学模型计算公式:
[0054]
[0055] 其中:队为各电网的月负荷均匀程度,即月最大峰谷差与月平均负荷之比值。
[0056] (7)单位变电容量负载率YZBFZ的数学模型计算公式为:
[0057]
[0058]
[0059] 其中:Gi为i电压等级变压器下送电量; 220kV、110kV电压等级变压器的下送电量;ru为i电压等级变压器的损耗率;Po^i电压等级 变压器空载损耗的典型值;Pu为i电压等级变压器负载损耗的典型值;SiSi电压等级变压 器额定容量的典型值;Pi为i电压等级变压器的下送功率;Bi为i电压等级变压器的容量; [ΟΟ?Ο] (8)最大自然无功负荷系数Yzrwg的数学模型计算公式:
[0061]
[0062]兵干:W73电FJ的爾入无功能力,P为电网最大统调有功负荷;
[0063]电网的最大无功能力为:
[0064] Q = Qg+Qc+Qr+Ql
[0065] 其中:Qc为发电机的无功功率,Qc为容性无功补偿总容量,Qr为邻网输入或输出无 功,Ql为线路和电缆的充电功率;
[0066] (9)分压售电景Yfydl的指标计算公式:
[0067]
[0068] 其中:L〇SSl*待划分电网全范围内i电压等级分压线损率为电网i电压等级供 电量;A为电网的总供电量;
[0069] (10)无损电量Ywsdl的数学模型计算公式:
[0070] Ywsdl= 1-ff
[0071] 其中:W为各电网无损电量占比;
[0072] (11)农村面积占比ΥΝα?的数学模型计算公式为:
[0073] Yncmj = S,
[0074] 其中:S '为各电网农村面积占比;
[0075] (12)非工业GDP占比YFGY的数学模型计算公式为:
[0076] Yfgy=G
[0077] 其中:G为各电网非工业GDP占比;
[0078] (13)供电密度Ycdmd的数学模型计算公式为:
[0079]
[0080] 其中:A为电网的总供电量,η为各电网供电面积。
[0081] 为了简明阐述本发明所述线损同类划分方案,假设划分对象为电网Α、电网Β、电网 C、电网D、电网Ε和电网F,则具体的一个实施方式如下:
[0082] S1、对影响电网线损水平的各类因素进行数学建模,建立电网线损多维指标向量。 影响因素包括电压等级及层次、线路平均长度、导线截面积、配变设备状况、无功补偿配置、 负荷时间分布、单位变电容量负载率、最大自然无功负荷系数、分压售电量、无损电量、农村 面积占比、非工业GDP占比以及供电密度,根据应用需要及数据质量建立Ν维指标向量(1 < Ν <13);
[0083] 为简化示意,选取电压等级及层次、线路平均长度、导线截面积、配变设备状况四 个影响因素,根据上文所述数学公式建立4维指标向量,分别为:
[0084] Χ1= (XII ,Χ12 ,X13 ,X14)、X2= (Χ21 ,X22 ,X23 ,X24)、X3= (Χ31 ,X32 ,X33 ,X34)、X4= (Χ41 ,X42 , X43 ,X44)、X5 = (X51 ,X52 ,X53 ,X54)、X6= (X61 ,X62 ,X63 ,X64),以XI为例,Xll ,X12 ,X13 ,X14分别为电网 A的电压等级及层次指标、线路平均长度指标、导线截面积指标和配变设备状况指标。X2、X3、 X4、X5和X6则分别为电网B、电网C、电网D、电网E和电网F的指标向量。
[0085] S2、在电网线损多维指标向量生成的样本集中,随机抽取k个样本作为初始聚类中 心,采用基于聚类中心的浮点编码方式,每条染色体由k个聚类中心及聚类数目k的编码组 成;每个染色个体对应一种线损管理水平的划分评价方式;
[0086] 比如,随机抽取样本X4和X6作为初始聚类中心,则染色体1编码为2X4X6;若抽取样 本X1、X3和X5作为聚类中心,贝染色体2编码为3X1X3X5 ;若抽取样本XI、X3作为聚类中心,贝1J染 色体3编码为2X1X3。
[0087] S3、初始化算法控制参数,包括种群个体数M、最大进化次数S、交叉概率P。、变异概 率Pm、温度冷却系数k。、退火初始温度To、退火终止温度T end ;
[0088] S4、对初始种群的各不同个体,分别依据聚类中心,由欧式距离最小原则进行样本 聚类,计算各不同个体的适应度值;
[0089] 以染色体2为例,分别计算其余电网线损指标向量X2、X4和X6距离各聚类中心的欧 式距离,并根据欧氏距离最小的原则进行聚类,可得:
[0090] | X2-X31 | =min | | X2~xj | | (j = 1,3,5)
[0091 ] | χ4-χι | | =min | | X4~xj | | (j = 1,3,5)
[0092] | | X6-X31 | =min | | X6~xj | | (j = 1,3,5)
[0093] 即初始聚类结果为:{xi,X4}、{X2,X3,X6}、{X5}。
[0094] 染色体 1和3的聚类结果分别为:{X3,X4,X5}、{X2,X1,X6}和{xi,X4,X6}、{X2,X3,X5}。
[0095] 再根据类内距离最小、类间距离最大的聚类目标定义适应度为/ = ,其中,种 1 + J 群中3个染色体分别计算如下:
[0096]
[0097]
[0098]
[0099] S5、对种群中的个体进行选择、交叉、变异操作,对新产生的个体计算其适应度值, 进行模拟退火操作,生成新的种群;
[0100] 根据S4计算的染色体的适应度值排序为:
[0101] 选择操作:可由轮盘赌选择法选取染色体2和染色体1进入下一代种群;
[0102] 交叉操作:可采用单点交叉法,随机产生一个自然数2作为作为交叉点,随机产生 一个概率Ρ,当Ρ大于S3中的交叉概率PJ寸,从染色体第2个基因位开始进行交叉,并根据交 叉后的长度修改新个体的第一个基因位。该步产生的新染色体编码为2X1X6、3Χ4Χ3Χ5 ;
[0103]变异操作:随机产生一个自然数3作为变异点,随机产生一个概率p',当p'大于S3 中的变异概率Pm时,对染色体的第3个基因位进行变异,替换为随机产生的数对应的样本向 量,假设变异产生的新个体编码为3x 4X1X5 ;
[0104]计算新产生的3个染色体的适应度值f i,进行模拟退火操作,采用Metropolis接 受准则,若f i>fi,则接受新个体替换旧个体,若f i<fi,则以概-
接受新 个体代替旧个体,k为Boltzmann常数,生成新的种群为:染色体1编码3xiX3X5、染色体2编码 3X4X1X5 n ^^#31115^2X1X6 〇
[0105] S6、当进化次数小于最大进化次数时,返回S5;否则,转到S7;
[0106] S7、若温度指标低于终止温度,则算法终止,对现有种群中的最优个体进行解码, 获取最佳的聚类个数与聚类中心,再进行样本聚类将待评价电网的线损管理水平划分到不 同
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