[发明专利]一种基于改进型蚁群算法的配网低电压自动治理方法

说明书

一种基于改进型蚁群算法的配网低电压自动治理方法，首次将改进型蚁群算法应用于配网低电压治理投资成本的研究；以10kV配网全部节点电压达到正常电压为约束条件，以治理方案投资成本最低为优化目标，通过对蚂蚁行进禁忌表进行限制，以及采用最优‑最差蚂蚁系统对基本蚁群算法的信息素更新规则进行改进，提高了算法的收敛速度。通过算例对比配网“低电压”治理技术原则（试行）》10KV配网治理方案与本发明提出的算法表明，本发明提出的算法在低电压治理具有经济效益方面的优势，有助于解决配网低电压治理问题。

技术领域

本发明涉及一种基于改进型蚁群算法的配网低电压自动治理方法，属电网运行技术领域。

背景技术

随着国民经济增长，居民用电水平有着很高的增长速率，但是配网改造的速度却明显滞后，因此配电线路末端的低电压问题频频出现。10KV配电线路的低电压问题，表现为线路末端节点的电压低于标称电压7％，即线路末端的电压低于9.3KV时，就将其称为10KV配网低电压现象。由于10KV配电线路结构的多样化，造成配网低电压的原因也不尽相同，因此需要采用特定的治理方案进行针对性治理。

发明内容

本发明的目的是，针对10KV配电线路末端存在的低电压问题，提出一种基于改进型蚁群算法的配网低电压自动治理方法。

本发明实现的技术方案如下，一种基于改进型蚁群算法的配网低电压自动治理方法，以10kV配网全部节点电压达到正常电压为约束条件，以治理方案投资成本最低为优化目标，通过对蚂蚁行进禁忌表进行限制，采用最优-最差蚂蚁系统对基本蚁群算法的信息素更新规则进行改进，提高算法的收敛速度。

所述优化目标的目标函数为：

式中，S为低电压治理花费的总费用，L_i为线路i改造的长度，为对应线路型号的单价，η为改造的总线路个数，为节点j新增无功补偿器价格，t为新增无功补偿器个数，为α节点新增调压器价格，l为新增的调压器个数；

约束条件为，V_a≥9.3KV(a＝1,2,…,γ) (2)

式中，V_a为a节点处电压值，γ为电网中总节点个数。

本发明针对10kV配网中低电压出现的主要原因，在某个低电压治理步骤中，可能采取的措施为：①对某段不符合经济输送容量的线路进行线径更换，使其满足配网要求的经济输送容量；②在某个无功不足的节点处添加无功补偿器，使节点功率因数达到0.9；③在某个大于9.5kV节点处添加调压器。

本发明方法定义从初始节点(与电源点相连的节点)到线路末端节点为一条支路，即若配网中有f个末端节点，就会有f条支路。并且定义初始节点到末端节点电压最低的线路为第一条支路，初始节点到末端节点电压次低的线路为第二条支路，以此类推初始节点到末端节点电压最高的线路为第f条支路。蚂蚁从初始节点沿第e条(e从1开始)支路行进，在经过线路和节点时，可能采取治理步骤，也可能不采取治理步骤，但会对经过的线路和节点进行记录。若蚂蚁走完第e条支路，没有完成低电压治理，则蚂蚁从第e条支路与第e+1 条支路的分支节点处向电压次低的末端节点行进，重复上述治理步骤，直到完成蚂蚁完成其生命周期。

所述蚂蚁的生命周期包括两种情形：

(1)蚂蚁走到死路且没有完成低电压治理，即蚂蚁走到末端节点电压最高的节点能够采取的治理步骤并且没有完成低电压治理，导致没有可以继续执行的治理步骤，则将该蚂蚁从系统中删除；

(2)完成低电压治理，即10kV配网中所有节点的电压均大于9.3kV，这时该蚂蚁所走过的治理步骤即为一个可行的治理方案；