一种基于多代理的配电网重构实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于多代理的配电网重构实现方法，该方法步骤包括：（1）划分网络区域，初始化代理结构信息；（2）初始化每个区域内全部代理的速度与位置信息；（3）计算潮流及网损；（4）判断是否在多代理系统网格结构的竞争与合作机制中胜利；（5）对于胜利的代理进行自学习操作，对于失败的代理采用二进制粒子群算法进行修正；（6）计算所有代理的适度值；（7）判断迭代次数是否满足，若满足进行下一步，若不满足返回（3）；（8）输出区域内的重构结果给配电子站代理；（9）输出全网重构的最优解。本发明方法可快速收敛并获得较为准确的全局最优解。
【专利说明】—种基于多代理的配电网重构实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统及其自动化和智能配电网【技术领域】，特别是一种基于多代理的配电网重构实现方法。
【背景技术】
[0002]配电网具有闭环设计，开环运行特点，即整个网络成辐射状运行。配电网重构就是在保证网络辐射状运行，且满足馈线热容、支路电流、节点电压、变压器容量等前提下，通过改变大量的分段开关和联络开关的状态，以使配电网某一指标达到最佳状态，指标通常情况下为配电网的线路损耗，使得负荷均衡化或者供电电压质量等。配电网重构需要处理大量的开关量，因而它是一个多目标，非线性混合优化问题。配电网重构是优化配电系统运行的重要手段，是配电自动化研究的重要内容之一，对于它的研究有着重要的意义。
[0003]对于配电网重构的算法研究有很多，主要可以分为三大类。其一为传统的数学优化算法，如线性规划法、动态规划法等，这类算法主要是基于数学理论对配电网结构进行优化的，可以不依赖初始的网络结构，理论上可以得到全局最优解，但随着网络的日益复杂，算法存在着“维数灾”的问题。其二为启发式算法，如支路交换法，最优流模式法等，这类算法速度很快，但是很难获得全局最优解，其三随着人工智能与分布式计算相结合产生了大量的新型的智能算法，如粒子群算法，遗传算法，蚁群算法等。诸多智能算法中二进制粒子群算法应用较为广泛，它的主要原理:每个粒子拥有速度和位置两个量，位置是待优化问题的潜在解，速度的每一维分量则表示位置每一维分量取I的概率。因此与粒子群算法相比，二进制粒子群算法速度更新公式不变，而位置更新公式有所改变，利用了 Sigmoid函数，具体如下所示:
[0004]
【权利要求】
1.一种基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:方法步骤如下: (1)以不同的馈线为单位将网络划分为若干个区域，每个区域初始化若干个配电终端代理和一个配电网子站代理的结构信息，整个电网初始化一个中心控制代理的结构信息； (2)初始化每个区域内全部代理信息，即随机得到方法中每个代理的速度与位置信息； (3)计算潮流及网损:对于每组代理对应的网络作潮流计算，并同时计算出配电网络的损耗； (4)对于代理种群采用多代理系统网格结构的竞争与合作机制，将所有代理分成胜利的代理和失败的代理； (5)对于胜利的代理进行自学习操作，提升代理本身求解能力，使得算法加快收敛速度，对于失败的代理采用二进制粒子群算法进行修正； (6)计算所有代理的适度值，采用优胜劣汰的选择机制进入到下一次的迭代； (7)判断迭代次数是否满足，若满足进行下一步，若无法满足则返回到步骤(3)； (8)输出区域内的重构结果给配电子站代理； (9)配电网子站代理得到的区域内最优解作为全网重构的初值传送给中心控制代理，中心控制代理重复以上(2) - (8)的改进算法步骤，输出全网重构的最优解。
2.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(I)将网络划分为若干个区域，每个区域初始化若干个配电终端代理和一个配电网子站代理的结构信息，整个电网初始化一个中心控制代理的结构信息；具体是指，配电终端代理主要控制设备动作，接受设备信息传递给同层的配电终端代理，同时还要与上级通信传递数据，配电子站代理可被看作为一个接口代理，主要负责中心控制代理与底层配电终端代理之间的联系，同时还作为一个区域内的控制代理，将区域内部的重构最优解传递给中心控制代理，中心控制代理主要是接受各个配电子站代理的数据与最优解信息，最终得到全网重构策略。
3.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(4)中采用多代理系统网格结构的竞争与合作机制，其具体内容是:建立起一个格子结构，每一个代理在一个格子里面，LsizeXLsize是格子的总数也是代理种群中代理的个数，N定义为代理au的邻居集合，代理au的邻居组成代理au的邻域，任意代理的竞争与合作均在其邻域中展开，N的表达式为:
其中七分别为代理％四个邻居代理的名字，每个代理都有四个邻居代理，四个邻居代理与其进行竞争、合作与知识共享，现假设代理am是代理au四个邻居代理中适度值最低的，若满足f (au)≤f(am)，则代理&〃在竞争中是赢家，则它的位置信息保持不变，进行自学习。若不满足f(au) <f(m)，则代理&01在竞争中是输家，它需要采用二进制粒子群算法的速度与位置的更新公式进行修正。
4.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(5)中进行胜利代理的自学习操作具体的操作是:设定代理的最小搜索范围，用范围内最小适度值的代理代替当前代理，这样每一个代理在其自己的最小搜索范围内修正自身的适度值，提高代理本身的质量。
5.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(6)中优胜劣汰的选择机制，具体过程是:计算每一个代理的适应度值，代理的适度值越高，它就越有更多的复制机会，相反代理的复制机会越少，甚至面临着该代理被淘汰掉，其中采用公式P^"^将目标函数^转换成适度值函数疒^再采用公式口’尸^’/乙f/计算出每个代理被选择的概率。
6.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(7)中的迭代次数是算法中程序员设定好的。
7.根据权利要求1所述的基于多代理的配电网重构实现方法，其特征在于:所述步骤(8)输出区域内的重构结果给配电子站代理，具体是指，输出的结果即为一组0-1的组合，O代表开关的状态为打开，I代表开关的状态为闭合，再由配电终端代理控制开关具体状态的改变。
【文档编号】H02J13/00GK104167814SQ201310313786
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】王峥, 葛荣刚, 李国栋, 周雪松, 孔繁婷, 刘涛, 杜明 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司