基于粒子群优化的配电网重构

一、配电网重构原理

配电网重构是指在满足配电网运行基本约束的前提下,通过改变配电网中一个或多个开关的状态对配电网中一个或多个指标进行优化。通过配电网重构,可以在不增加设备投资的情况下,充分发挥配电系统的潜力,提高系统的性能指标,具有较好的经济效益。

配电网重构后的系统应保持径向拓扑,不出现环路或者孤岛,如果随机生成配网的结构,会有大量无效状态,因此在生成初始粒子和粒子迭代时可以利用一定的算法保证状态的有效性。

为了避免出现环网结构,先假设配网中所有开关都闭合,会形成一些回路,每个回路有且仅有一个开关断开;为了避免出现孤岛,在环路的公共支路中最多只有一个开关断开,在有条回路汇集的节点周围最多只有个开关断开,这样便保证了配电网重构后的系统保持径向拓扑。

同时配网重构是一个0-1规划问题,决策变量为各个开关的开断情况,一般的粒子群算法是针对连续变量,要用到配电网重构中,需要稍做修改。

原本位置更新公式和配电网重构的决策变量不匹配,为了将粒子位置映射到{0,1}中,还要引入sigmoid函数:

按照这样的方式,位置更新时就可以保证始终在0和1两个量之间。

简单配电网,包含14个节点,13个常闭分段开关和2个常开联络开关。

下面以该系统为例,说明二进制粒子群算法进行配电网重构的注意事项:

首先,如果在生成初始粒子时,如果不考虑拓扑约束,会出现大量的无效状态。在这里的配电网共有15个可操作开关,则系统的状态一共有2的15次方个,为32768,但如果随机生成状态,会出现大量孤岛或者环路的情况。因此,先确定系统中存在的两个回路,分别包含开关[2,3,4,5,6,10,11,12,13,15]和[3,4,5,7,8,9,14],公共支路上的开关为[3,4,5],总共的系统状态量为

,比所有的状态减少了将近90%,同时也提高了迭代效率。另外,在粒子迭代更新时,可以对迭代规则做一些改进,将每个回路中sigmoid函数值最小的开关置于断开状态,其余开关置于闭合状态,这样就保证了拓扑的有效性,提升算法的效率。目标函数可以选为系统网损最小。

相关推荐
云雾J视界1 小时前
从位运算到状态机:用纯C重构红外/DS18B20/I²C协议,告别“黑盒库“的嵌入式实战指南
c语言·数据库·重构
秋邱2 天前
智启未来:AGI 教育融合 × 跨平台联盟 × 个性化空间,重构教育 AI 新范式开篇:一场 “教育 ×AI” 的范式革命
人工智能·python·重构·推荐算法·agi
AI产品测评官4 天前
2025年招聘系统后端重构:为什么我们放弃了传统SaaS,转向了LLM+RPA智能体?
重构·rpa
司铭鸿5 天前
祖先关系的数学重构:从家谱到算法的思维跃迁
开发语言·数据结构·人工智能·算法·重构·c#·哈希算法
Ace_31750887765 天前
微店商品详情接口深度挖掘:从多接口联动到数据全息重构
大数据·python·重构
Tezign_space7 天前
技术破局:人机协作如何重构内容生产流水线,实现成本与效能的范式转移
人工智能·重构·降本增效·人机协作·内容数字化·内容科技·内容+人工智能
数字孪生家族7 天前
视频孪生与空间智能:重构数字时空认知,定义智能决策新范式
人工智能·重构·空间智能·视频孪生与空间智能
科技测评-阿博8 天前
基于企业知识图谱的B2B金融获客模型:从“流量思维”到“数据工程”的重构
金融·重构·知识图谱
qqxhb8 天前
零基础MCP——第5章编程实战基础(网页、数据分析、调试与重构)
重构·数据挖掘·数据分析·多模态·mcp
老蒋新思维9 天前
创客匠人 2025 高峰论谈(11.22-25):AI 智能体重构创始人 IP 打造与知识变现的管理逻辑
大数据·网络·人工智能·网络协议·tcp/ip·重构·知识付费