改進遺傳模擬退火算法

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1、改進遺傳模擬退火算法在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中的應(yīng)用劉　揚,楊建軍,魏立新(大慶石油學(xué)院,大慶163318)　　摘　要:對遺傳模擬退火算法中的交叉、變異操作進行了改進，并實施了最優(yōu)保留策略，形成了改進遺傳模擬退火算法。以網(wǎng)損最小為目標函數(shù)，以配電網(wǎng)電壓降的限制、線路電流量的限制等為約束條件，建立了配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)優(yōu)化模型。在考慮配電網(wǎng)自身特點的基礎(chǔ)上，利用改進遺傳模擬退火算法求解。重構(gòu)算例說明，該優(yōu)化方法有效、實用。　　關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)重構(gòu);遺傳算法;模擬退火ApplicationoftheImprovedGeneticSimulatedAnnealingAlgorithminDi

2、stributionNetworkReconfigurationLIUYang,YANGJianjun,WEILixin(DaqingPetroleumInstitute,Daqing163318,China)　　Abstract:Inthepaper,thecrosserandmutationinthegeneticsimulatedannealingalgorithmwereimproved,andtheoptimizedreservedstrategywasusedtoformtheimprovedgeneticsimulatedannealingalgorithm.

3、Anoptimizationmodelofdistributionnetworkreconfigurationisestablished,inwhichtheminimumnetworklossistakenasobjectivefunction,therestrictionstothedeclineofvoltageandcurrentaretakenasconstraintconditions.Basedonthefeaturesofdistributionnetwork,theimprovedgeneticsimulatedannealingalgorithmisuse

4、dinnetworkreconfiguration.Reconfigurationresultsshowthatthealgorithmisefficientandpractical.　　Keywords:distributionnetwork;networkreconfiguration;geneticalgorithm;simulatedannealing1前言　　網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)作為配電系統(tǒng)經(jīng)濟運行自動控制的一個重要問題已被廣泛關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的基本原理就是在滿足系統(tǒng)約束條件的前提下，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的分合來尋求一種符合某特定運行要求（如使網(wǎng)損最小）的拓撲結(jié)構(gòu)?！?/p>

5、　理論上，在各種約束條件下，配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題是一個大規(guī)模非線性組合優(yōu)化問題。由于配電網(wǎng)中作為優(yōu)化變量的開關(guān)數(shù)目巨大，窮舉搜索將面臨“組合爆炸”問題。近年來，模擬退火算法和遺傳算法在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中得到了應(yīng)用，但單一算法的搜索能力和效率不高，而且受初始參數(shù)的影響較大。遺傳算法參數(shù)選擇不當(dāng)易陷入“早熟”，模擬退火算法對“退溫”歷程的限制條件很苛刻，優(yōu)化時間性能較差?！　”疚膶⑦z傳算法和模擬退火算法有效結(jié)合起來，并對遺傳算法的適應(yīng)函數(shù)、交叉率和變異率進行了改進，計算過程考慮了配電網(wǎng)自身的特點，使算法的優(yōu)化性能得到了大幅度提高。2網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)數(shù)學(xué)模型　　以網(wǎng)損最小為目標函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)數(shù)學(xué)

6、模型為　式中：ΔPLi為第i段線路的有功損耗，kW；N為線路總數(shù)量；Ri為線段i的單位電阻，Ω；Li為線段i的長度，km；Pi為第i線路的有功潮流，kW；Qi為第i線路的無功潮流，kvar；Ui為第i線路的電壓值，kV?！　〔坏仁郊s束包括電壓降的約束、線路電流值約束、電源容量約束［1］，即　式中：Uimin為第i節(jié)點要求的最低工作電壓值，kV；Iimax為第i線路導(dǎo)線型號對應(yīng)的載流量值，A；St為第t個變電所的負荷值，kVA；Stmax為第t個變電所的供電能力，kVA?！　〈送猓€應(yīng)保證每組開關(guān)組合不形成環(huán)網(wǎng)和出現(xiàn)“孤島”的情況，即每次循環(huán)中遍歷的節(jié)點個數(shù)應(yīng)等于整個網(wǎng)絡(luò)的

7、負荷節(jié)點總數(shù)。3改進遺傳模擬退火算法及其在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中的應(yīng)用3.1編碼　　在遺傳算法中，問題的解用數(shù)字串來表示，每個數(shù)字串叫做一個染色體，遺傳算子也是直接對串進行操作。遺傳算法常用的有十進制編碼和二進制編碼。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的實質(zhì)就是通過改變開關(guān)的開合狀態(tài)來改變網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，目的是找到最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài)，以使網(wǎng)損降到最小。因此，取開關(guān)狀態(tài)為控制變量比較合適，將網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)狀態(tài)自然地用0或1表示（0表示開，1表示合），每個開關(guān)占據(jù)染色體的一位，各開關(guān)狀態(tài)組合在一起，就形成了一條染色體，染色體