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基于改进遗传算法的配电网络规划研究

作　者: 过羽丰
导　师: 杨燕翔
学　校: 西华大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网免疫遗传算法网架规划无功规划
分类号: TM715
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 69次
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内容摘要

配电网作为发、输电与用户设备联接起来的环节，其规划和设计受到了越来越多的。对配电网进行科学有效的规划可以节约投资、减少停电、降低网损、供电质量，是当前电力部门的一项重要任务。配电网网架规划是一个的组合优化问题，随着配网规模的增大，线路的增多，配网网架规复杂程度越来越高。论文结合改进的免疫遗传算法，对配网网架规划和无功优化的模型和算法进行了比较深入的研究，主要内容如下:本文首先阐述了配电网潮流计算的各种计算方法,对配电网各种潮流计算方法进行分析比较，重点介绍了前推回代法。由于配电网规划中需要调用拓扑分析来满足不断变换的网络运行方式，以寻找满足目标函数的最优的网络结构，本文对潮流计算方法进行改进，使其能应用于配电网规划中,并且对遗传算法应用于配电网时产生的不可行解进行了修复。算例结果表明改算法具有较好的收敛性。生物免疫系统具有免疫记忆、抗原识别和保持抗体的多样性等特性,本文根据免疫系统的这种特性，将生物免疫系统中的免疫思想引入到遗传算法中，将接种疫苗和免疫选择以及多种群协同进化应用到遗传算法中，设计了一种改进的免疫遗传算法，通过疫苗接种来抑制进化过程中的退化现象。论文中的数学模型以线路的规划年综合费用最低为目标的数学模型进行配电网网架规划，用改进免疫遗传算法进行求解，通过单电源和多电源算例进行仿真实验，证明了用于配电网网架规划计算速度和收敛性能均优于其它算法。在配电网无功规划研究中采用了以年综合经济效益最大为目标的数学模型，研究了两种无功规划方法：一是先用电阻无功矩法选择无功补偿点，再应用免疫遗传算法求解补偿容量；二是无功补偿点和补偿容量均由免疫遗传算法求解；通过对IEEE33节点算例仿真证明了两种方法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-17
  1.1 配电网研究的背景和意义  10-11
    1.1.1 我国配电网的现状  10-11
    1.1.2 配电网研究的目的和意义  11
  1.2 配电网架规划国内外研究现状  11-14
    1.2.1 传统启发式优化方法  11-12
    1.2.2 现代启发式优化方法  12-14
  1.3 配电网无功规划国内外研究现状  14-16
    1.3.1 常规优化算法  14-15
    1.3.2 现代启发式优化方法  15-16
  1.4 本论文的主要工作  16-17
2 配电网潮流计算及优化  17-27
  2.1 配电网潮流计算特点  17-18
  2.2 配电网潮流计算方法  18-22
    2.2.1 牛顿-拉夫逊法  18-20
    2.2.2 快速解耦法  20-21
    2.2.3 Zbus高斯法  21-22
    2.2.4 前推回代法  22
  2.3 配电网前推回代法的改进  22-25
    2.3.1 网络拓扑结构的改进  22-23
    2.3.2 改进前推回代法计算步骤  23-25
  2.4 配电网潮流算法比较  25-26
  2.5 本章小节  26-27
3 遗传算法及其改进  27-38
  3.1 遗传算法  27-31
    3.1.1 遗传算法的概念  27
    3.1.2 遗传算法求解步骤  27-30
    3.1.3 遗传算法的优点和缺陷  30-31
  3.2 免疫遗传算法基本原理和特点  31-33
    3.2.1 生物免疫学原理  31-32
    3.2.2 免疫遗传算法的原理和特点  32
    3.2.3 基于疫苗接种的免疫遗传算法  32-33
  3.3 改进的基于疫苗接种的免疫遗传算法  33-37
    3.3.1 新算法的基本思路  33-35
    3.3.2 新算法的具体步骤  35-37
  3.4 本章小结  37-38
4 基于改进免疫遗传算法的配电网架规划  38-52
  4.1 配电网架规划数学模型  38-40
    4.1.1 单电源配电网架规划数学模型  38-39
    4.1.2 多电源配电网架规划数学模型  39-40
  4.2 基于改进免疫遗传算法的配电网架规划  40-42
    4.2.1 染色体编码方式  40
    4.2.2 基于改进免疫遗传算法的配电网架规划流程  40-42
  4.3 不可行解修复  42-43
    4.3.1 不可行解问题  42-43
    4.3.2 不可行解的修复  43
  4.4 算例分析  43-51
    4.4.1 单电源配电网规划算例  43-47
    4.4.2 多电源配电网规划算例  47-51
  4.5 本章小结  51-52
5 基于改进免疫遗传算法的配电网无功规划  52-63
  5.1 配电网无功规划概述  52-53
  5.2 无功规划数学模型  53-54
  5.3 无功补偿点的选取  54-57
    5.3.1 无功补偿点选取方法  54-55
    5.3.2 电阻无功矩法  55-57
    5.3.3 电阻无功矩法选点算例分析  57
  5.4 基于改进免疫遗传算法的配电网无功规划流程  57-60
  5.5 算例分析  60-62
  5.6 本章小结  62-63
6 结论和展望  63-65
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-68
附录 IEEE33 节点配电网络参数  68-69
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  69-70
致谢  70-71

基于改进遗传算法的配电网络规划研究

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