（电力系统及其自动化专业论文）配电网络优化规划和综合评估方法的研究.pdf

配屯网络优化规划和综台评估方法的研究 3 ) 练合评倍方法 建立了配电网络的评估体系，提出了基于鼷间层次分析法的配电网规划综合 评估决缭方法，对区间层次分析法的模型和方法进行了深入研究，指出了区间数 特饪凑豢法在投重求瓣方法孛熬感翅原劐。该方法程学避分簸簿证了龟溺燕燃方 案综合评估决策这一簸杂问题，较好的结合了专家经验与定畿计算的优点。 关键词：配电网络规划，蚊群算法，可靠性，送间层次分析滋，综合评 舂 i i 郑州太学工学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n tt r a l l f l f o r m e dt ot h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ki nu r b a na n d r u r a la r e a so fo u rc o u n t r y ，p e o p l eh a v ea l r e a d yr e a l i z e dp r o g r e s s i v e l yt h ei m p o r t a n t m e a n i n go fs e e k i n gt ot r a n s f o r mt h es c h e m ei ni n v e s t m e n td e c i s i o na n dn e w l y - b u i l d n e t w o r kt h r o u g ho p t i m i z i n gp l a n n i n gi np o w e rs y s t e m b e c a u s et h es p e c i f i ca r e a i n f l u e n c e db ys u c hc o m p r e h e n s i v ef a c t o r sa st h ee n v i r o n m e n t ，e c o n o m y ，d e v e l o p m e n t p o t e n t i a l i t y , e t c 。，t h em a k i n go f t h eg o o dd i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n gc o n c e r n i n gc o s t o fi n v e s t m e n t ，e c o n o m i cb e n e f i t s ，i m p a c t so ns u r r o u n d i n ga r e aa n de c o n o m i c d e v e l o p m e n ts p e e do ft h i sa r e ai nf u t u r e ag r e a td e a lo fi n f l u e n c ef a c t o r se x i s t si nt h e c o u r s eo fp l a n n i n go ft h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，t oh a n d l et h er e l a t i o n so fv a r i o u sf i e l d s w e l lc o r r e c t l y ，a l le f f i c i e n ta n ds c i e n t i f i cc o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n ts y s t e mi sb a d l y n e e d e d f o rt h i sr e a s o n ，t h i st h e s i su s e sa n tc o l o n yo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m ( a c o ) ， n e t w o r ke q u i v a l e n c em e t h o d ，a n dw i t ht h ea i do ft h ep o w e rs y s t e ma n a l y s i ss o t t w a r e p a c k a g e ，t oc a r r y i n g0 nr e s e a r c ho ns o m ek e yp r o b l e m s 娃) d i s t r i b u t i o nn e t w o r k o p t i m i z i n gb a s e do i la c o t h en e t w o r ko p t i m i z i n gi sam a i nc o n t e n ti nu r b a nd i s t r i b u t i o nn e t w o r k p l a n v a n g ， w h i c hh a sb e e nw i d e l yr e s e a r c h e d t h i st h e s i sh a st a k e ni n t oa c c o u n tt h el o a dr 砒eo f b r a n c hr o a di nt h eg o a lf u n c t i o no f t h et o t a le x p e n s e so f n e t w o r k ，r e f l e c t i n gt h es i t u a t i o n o f e v e r yb r a n c hi nt h en e t w o r ko nt h ew h o l e t h eh i g h e rt h el o a dr a t ei s ，t h ee a s i e ri ti s c h o s e n t h i sc o n c e p ti m p r o v e dt h ev a l i d i t yo f t h es y s t e m ， t h ea c oi sak i n do fn e wh e u r i s t i cm e t h o d ；i ts e a r c h e df o rt h eb e s tr e s u l tt h o u g h a p p e r c e i v i n gt h ed e n s i t yo fp h e r o m o n eo nt h er o u t e 。t h i st h e s i sa n a l y s e st h es t a g n a n t p h e n o m e n o ni nt h eb a s i ca l g o r i t h ma n dt h e ni n t r o d u c et h el i t t l ei m e r f e r e r t h i sm e t h o d s e e k st h ec h a n g eo f t h ep h e r o m o n ed e n s i t yo nr o u t eo f e v e r ys t a g e si ns e a r c h i n g c o u r s e ， a d j u s tt h er e l e a s et a c t i c so fp h e r o m o n ed y n a m i c a l l yt h r o u g hal a r g en u m b e ro fa r t i f i c i a l e x p e r i m e n t s ，w h i c hh e l p st os o l v i n gm o r ec o m p l e t es e a r c h 证t h e s p a c e i i l 蔼已电网络优化规划和综合评估方法的研究 ( 2 ) e v a l u a t i o nr e l i a b i l i t yo fad i s t r i b u t i o nn e t w o r k t h i st h e s i sa d o p t se q u i v a l e n c er e c u r s i v ea l g o r i t h mb a s e do nt h er a d i a t i o ns 乜c 札l r e o ft h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kt og e tt h ee v a l u a t i o nr e l i a b i l i t yo fs y s t e m t h i sm e t h o d c o m b i n e se q u i v a l e n c el a ww i 血r e c u r s i v el a w ad i s t r i b u t i o nn e t w o r ki ss t o r e da san o d e o fb i n a r yt r e ef i r s t ，t h e nr e a l i z e ds u c c e s s i v en e t w o r ke q u i v a l e n t st h r o u g hp o s to r d e r r e c u r s i v et r a v e r s a l ，a n dm a k e sc o m p l e xs u b f e e d e r st oae q u i v a l e n tl a t e r a ls e c t i o ns o r e d u c e sac o m p l e xm u l t i - l a y e r sd i s t r i b u t i o nn e t w o r kt oas i m p l eo n el a y e rr a d i a t e n e t w o r k i nt h ec o u r s eo fp r e o r d e rr e c u r s i v et r a v e r s a l ，t h ec a l c u l a t ef o r m u l a sw i l lb e t r a n s f e r r e dt oc a l c u l a t et h es y s t e m a t i cr e l i a b i l i t yi n d e x e s ( 3 ) c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n tm e t h o d t h i st h e s i ss e t su pt h ee v a l u a t i o ns y s t e mo ft h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，p u t sf o r w a r d t h ei n t e r v a l - b a s e da n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s s 淞鞲黔鹅t h ed e c i s i o nm e t h o do f c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n tf o rd i s t r i b u t i o nn e t w o r k a f t e rh a v i n gc a r r i e do nf t l l 瞧e r i n v e s t i g a t i o no nm o d e la n dm e t h o do ft h ei p 2 - p ，i tp o i n t so u tt h ea p p l i c a t i o np r i n c i p l e w h e n s o l v i n gt h ew e i g h t s + t h et h e s i ss i m p l i f i e s t h i s c o m p l i c a t e dp r o b l e m o f c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n td e c i s i o n o fd i s t r i b u t i o nn e t w o r ks c i e n t i f i c a l l ya n dt a k e s a d v a n t a g eo f e x p e r t i s ea n dn u m e r a t i o n k e y w o r d ：d i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n g ，a n tc o l o n yo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m ， r e l i a b i l i t y , i n t e r v a l b a s e da n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，c o m p r e h e n s i v ea s s e s s m e n t 郑重声明 本人静学缀论文是在母爨指导下独立撰写多# 完成的，学 位论文没有剽窃、抄袭等违反学术j 麓德、学术规范的侵权行 戈，孬则，本人愿意承搀囊此产生鲶一切法律舞任和法律后 果，特此郑重声明。 学位论文作者( 签名) ：掘青 2 0 0 5 年0 5 胃0 5 基 郑髑大学工学硕士举证论文 第1 章绪论 觚2 0 墩纪8 0 年代中絮蒡= 始酶配电两优化觏熟工捧翻近豇年来力发较大熬城 乡电阈改造，人们已经逐步认识到通过电网优化规划，寻求最佳电网投资决策和 网络新建改造方案的重要意义。 怒毫圈烂划透露鞋嬲终缘会费弱最小秀簇标采遴霉亍计葵，但是要评佳一个网 络的优劣，需要考虑其他很多方面。邈就需要全面分析相芙影响因素，建立一个 科学麴配电阚豹译话系绕。 1 研究酌黧义 蘩毫爨绦是甏载毫力蘸统串静羹袋缀戏罄分之一，其轾努楚懿铁曦源蕺羧魄飕 菝褥蕊毫麓_ 麓族分嚣绘不嗣毫爨等疑豹瓣声，与赣嗽翳魄较，它魄嚣等级羝、供 瞧蒋溺拳，稳与它壹接辐涟鹃用户数鬣瘫大，焉惑髓矮千差万剐，对供电霹嚣往 辩电黢质擞熬要求越来越凑，还要考感其发袋潜力鞭事放应变栽力，这使戮呶嘲 遗到熬弱邈鞣趋囊杂球1 。 瘸毫潮艘粼来指导魄瓣鹃建设笈鼹，可戳稼证爨金麓毒效裂趟酾辩臻斡长髑矮 优靛艇；w 鞭为电溺静蜜企稳定运行歉经静餐理赘露基稿；胃戳为建立统、开 教斡壤力露搦熬务；也掰潋谦诿电掰殿邀力工监籀发暴鸯霆爱经济静袭震及城乡 建设诲调一黧。鞫薅，太稻还诀谈到盛该露邀弱熊鲻酒越送行礴究，黻赣竣大隈 凄瓣撬毫瓣矧壤爨，其垮鞍大瓣现察懑义秘掇史意义。 校器灏窳毫力公司发输奄舔要求，懑过鼹试蠡辩惑捌浮毽豹辩究，提窭葛鬻器 缓鞔魏量纯糖檬，挺亵瓣壤瓣建设竣逡管蓬煞袋蔑诧、辩擎倦窳平释z 接效率， 是深豫改溅工终的一个激黉环警。粼惫蘸统审，蒋滔多因素影响餐网终静伉套， 狭怒饕嬲络懿运嚣方式，比如瓣络授瓣、绞薅载耱率、安全憾、湖络可靠瞧、短 蹲邀凌零乎簿。惑筵，葭穰照爨套努鬣翡关系，慈立令麓学凌藏麓窝邀嬲练鸯 评信蓉统，龛西分褥榴袋澎桶因素，练台译嵇蚤硬技术经济晓较，确定台璃懿鬻 络接线方察蕊十分必要的。 配电网络优化规划和综台评估肖法的研究 2 配电网络规划研究现状 一般所说的电网优化规划，彼徒是指网架娥划。网架规划确定以后，电网的 燕摸及练擒基本土裁确定下来了。嶷网架蔑楚中各待遥线鼹都鍪须终蠢羧立懿决 策变量来处理，因而变量的维数大；同时，网架规划的约束条件非常复杂，不仅 涉及非线性方程，还涉及微分方程；因此，与其他规划相比( 如电源规划婶) ，网 絮援裁翡攘鍪纛冀法逐运运不够袋熬，琵毫薅绥臻耗援翅方法豹疆究，爨然是一 个热点问题。围绕网絮规划，研究糟提出了多种规划方法。 。2 1 黧发式穷滚 该方法定义一个爱骥运行镶畿域投资嚣袋懿缘会据豁，建予按棱每一秽爨终结 构对指标躲满足粳度，根据一定的原则修改网络缡梅，逐步遮代直到得到满足指 标的鼹缮络梅努威。癜褥意发式方法黪关键在予综合摇橡懿意义。煮黪糖标是基 于支路性熊的( 如支路过负荷) ；莉的指标遐基予蹙个系统的性能的( 如系缆年缺 电璧) 。 这释方法壹鼹、嚣嚣、诗舅萋，j 、，但是戆激逡释篾客菇诗冀又襞真菠轰浚蠖菇 问题实质的性能措标，给出的可行解与最优解的偏离程度不髭事先w 以预计。 近年泉，一类“鞴代启发式”优化技术歼始藏掰子电黼蕊巅。这类方法逶糟子 舞捷维会拨能阉越以投嚣标丞数及浆些约寒冬终不霹徽熬线性佳佬趣鬈，憝获 得一组院较好的瓣，包括遗传算法、进化规则算法、t a b u 援索方法、模拟邋火方 法、觳群嚣法等。藏耱，还毒模蘩麓翔太受敬经狻避嚣麓剩决袭的专客系绞方法， 它可以麓 警启发式方法的发展。 ( i ) 遗传算法 遽健箨法爝予电嗣黼翔的磷究避牮来方溺剐起步，餐澄联褥彳鞍多成莱。这释 方法把惫紧德选线路终为染焦髂串瓣一个蒸嚣，蛰基嚣为l 辩寝示这条线鼹翔天 方案，鏊嚣为0 时线路不加入方案。染色俗长魔等子特选线路总数，这样槔个染 色体羲饯袭一个扩建方豢。安全魅羁经济镶嚣椽技构造戏逶墩爨数，莱一代豹染 色体根攒邋应函数进错生殖、交叉、变异等遗传操 乍，产生下一代品矮更离的染 色体，鼯褥瑟i 更能满怒器标豹扩建方榘。当染爨傣壤是够大籁遗传凌数是耱多瓣， 2 摊州大学工学硕士举位论文 献理论主讲，遗疆算法胃| 三 给密电网瓶菇静最优解。 遗传算法的模型简单童观，求解速度快，势能在众局意义上给出若干最佳方案， 有较好的实用前景。 ( 2 ) 连纯麓剐冀法 避化嫂则算法不需要对变量进行缡码和鳞码，岛遗传算法相比，更邂会连续优 化问题。采用进化规划谶行网络规划时，在所要考虑的电网中列出所有的待选线 路，计算出最为合理兹潮流分奄，去簿滚滚，l 、于菜一壤毽躲支黪茬缛蘩酶弼终方 案即为所求的最优方案，萁处理的是支路潮流这一述续变擞。 进化规则算法与遗传算法的主要区别是：避纯裁刚采用控制参数而不是它们的 编码：进化靓则冀法每代的选择过程是变异糨竞争，焉遗传算法是复豢、变舅和 杂交。缺点是计算量大，计算时间较长。 文藏【2 】将透磁援簧l 舅法痤蠲予辏魄瓣瓤絮餐裁孛，筑纯模螯采露豹是连续饶 化模毅。文献【3 】将进化规则算法应用予配电网网架规划中，优化模型中考虑了可 靠性费用。 ( 3 ) t a b u 攘豢方法 这静方法把线路i 斡建设与甭设麓来知交藿毫，线路建设辩口= l ，否虽簦色。0 ， 以费耀最小终为零疆橛，透j 馥记录搜索豹掰史，从中获得知识并剥髑蒸来攒罨蜃 继懿搜索方波敷避开嚣部爱载黪，最终援索爨全爝最傥麟。 交献【4 】将t a b u 搜索痉曩予靛毫遐艋划，交蠹没诗采露了一耱毅稼势窝上装蠢 的液达方法。虽然采瘸这种并不能绦诞试骏解掰髓瘫静潮络一是是辐射状蹲络， 但却使试黢孵对成的网络有较赢鲍穰率成为辐射状随络。 ( 1 ) 模豁运火方法 模拟遐火方法是以鹄尔可失链鼹遍历璎论为基硼豹手中适糟于大塑组鬯伉化 溺惩熬隧搬搜索鼓寒。宅在璁瓣躲蒸磁土热入睫瓤扰动形成灏鳃。擐攒m e t r o p o l i s 准粼，当凝释傻念属煞爨交枣辩，该瓣被接受；喾粼，掇燕当蘸释怼疲静滋痰， 计簿该解的滚受警，觉窀与一个在【0 ，1 ) 区阗瓣薅瓶数r 滋孝子跑鞍，若接受率大予r ， 剩接受该解，否掰不接受。由予采璃穰率菠受骧巅，模攒遗火方法憨罴可戮蔬出 局部簸优点藤趋囱予全鼹最优勰。电潮甄剐采用模拟退火方法辩，根据约束条件， 怼线路送行睫捉选择，纛爨褥戮一个霹霉瓣，把爨瘸最小健曩撂终热金属髓爨丞 鼗，迷择恰当斡降温方案，经避搂羧邋炎过程霹涿褥到垒爨袋像簿。纛鸯学袭尝 配电网络优化规划和练台评估方法的研究 试将这秘方法藏震予毫潮扩矮藏翻孛获褥最爨静方案【辨。毽模掇邋火法属于蕈点寻 优，对存在多个最伐解戆阕耀不蒸骞涟传算法鸵钱势，滏待改进。 s ) 蔽群算法 簸群算法蔽收了昆虫王嗣中蚂蚁的行为特性，模仿生物世界中的蚂蚁在没有任 何胃觅捷永下寻找簸巢穴蓟食物源静最籁路径的能力，适应往的搜索简题的最优 簿。冀基本暴壤是，蚂缎在寻找食秘对，麓在英走过的路径上释藏一种蚂蚁特有 熬分泌憋接惠激素( p h 娌o m o n e ) ，搜褥一定藏圈凑数其它蚂蚁戆够察觉到并鑫诧 影魄它们以压的嚣必。该舅法的主要特点枣羹反馕、分毒式计舞以及富于建设毽 贪嫠启发式搜索的皮用。 1 2 。2 数学优化方法 在黼电闲规划串，数学优化方法可戳把投资决策和远行决策同时包括程一个优 诧模型孛求解，可以考虑甄翅为体中各变量或暇索之间的穰互关系，簸全局上进 襻把握阀题，魑一种其有严格原联的方法。值融予电弼规划中交爨的数秘徭多， 魏素条转复杂，虽存在缀会爆落游嚣，麓数学方法求瓣遮群戆瀚戆德妥鼹，闲忿 崧哭逶纛予夺凝系统。 鬻耀静数学佐纯蠢法有线性筑翅法、蹙数簸麓法、涟撬艘戴法、模糊耀麓法、 获氅理论方法襄鐾态攫划法等。 1 ) 线性筑划法 线褴栽蔻| 法的理论释求解方法帮耽裁成熬，其有计算简单、求解速魔侠簿优 点。毽烧应霜线幢蔑麓法辩簧恕鞭海纛篱位曳绫瞧藏题，羹羧线键鬟魁法黎纂 予烫敏蔗分辑，要建连续交燕来勰定离散整数嶷鬈，这些然灌都霹憩会遮藏较大 鑫奄诗葵诿差，对题终烧模秘变量缭鼗瞧春较严耩懿鼹旗。 国模耧怒怒；法秘遘瓤瓣燕| 蘧 模糨栽翔浚采碟严密匏数学壤论采赴理稹耧毪问趱，较造蛊焉予求僻麓触避 稷中相装禹索不酉煮优、不弱蚕缵、边释不确定、磊标稆甄冲突静多舀拣优纯帮 绦合译傣藏嚣。与模糨撬裁法摆魄，辍撬瓣爨法氆哥默瘸予处瑗瓣翅逑撩串熬不 磷定因素，毽楚，窀堂要钞瓣懿爨吴蒋隧掘性麴零确定因豢，支娶魁括擞楚敬髓 辘性、黼终嚣 簪靛醚梳戆、发电搬缰懿爵瘸度簿。 4 帮娴大学z 学硕士$ 短论文 ( 3 ) 动态兢翔法 动态娥趔法懿主要鬈想是婚规划阏题转纯瓷足个子阉运分除段寒考虑。瓣裁 这一炎方法主要有分支患界法、混合熬数规划法、分解协调法、临界可行结构匹 配法蒋。这藏方法先提磁每个淤段豹若干可行两络结擒，然后利用各萃申动态方法 求解。由于大规模系统的变量缎会多，因此易出现“维数灾”、计算时阐长和收敛 性等问题。 1 3 系统综合评估理论及应用 3 综台浮信璞论秘舷念爱慧义 综合谱镄凌繁是对多个互眷竞争力缒方寰，接不鼹攒蛙遴行定量帮定瞧黪谱 佳，蠼蜃孚搴到冬方寰的缘食l 平琏势突城决策【6 j 。农惹缆开发过程巾，不仪要提出诲 多开发系统熬备选方案，两虽逐要遁避系统湃疆觚众多静螯选方案中貔趱掰篱靛 最优方寨。 澍于复杂系统，其评佑往藏是多方面的。例如，城市交通系统，不但要考虑交 遴工爨懿渤力、攘避等鼓零方甏懿润爨，矮菠考虑交逮线路魏建设费溪秘嚣鬻经 营费用等经济方面的问题，除此之外还骥有交通工鼹的方便性、舒适饿、安全僬、 美观性，以及环境保护、谶方蕊体酾利漩、育关节虢、髋源致策簿方两盼考虑。 一致情獯下，攒菰、方寨越多，译髓闯憝就戆复淤。警各磺搿标的爨缨举统 酊，评话工佟就霓为鬟杂。律为系统评估静主体，系统静评依凝及指标静选择都 是盛久秉完畿懿，园就，人蘸懋戆瓣爨忿在系统谨嵇孛具有羹簧鹣影麓。淹予评 继主体鸯不鞠静戏点、立臻和撼准，慰月一个趣题，不剃豹谬髅煮可熊褥堪币怒 豹缝论，这羧更凄加了系绫评毽静难凌鞠复杂往。 经过练会译襞，鼓备选方案孛选出数“较饯”方案，黢否达到预期麴效果，实 现系统的目标，均与综合评估过程是褥客观和凇确密切相关。由此可见，综念评 话囊十分复杂又+ 分黧婺。 1 3 ，2 基本综合详估方法 瞄前的瑗论主簧有模糊综合评储阐、层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s 鬣毫丽籍撬讫筑剐鞍综合详估者法静研究 箍称a i - i p ) 】彝散霜理论( u t i l i t yt h e o r y ) 8 t 等。 ( 1 ) 模糊综合评估法 对总体优劣受多种因索影响的事物，做出一个能合理地综合这些因索的总体评 佶称为综合评信，当评馈涉及模糊函素对，可采焉模糊数学的方法进行处理，称 为模糊综台评估嗍。虽然这种方法能在定程度上处理决策因素中的不确定性，但 其专家评估是建立在绝对标度体系上的，模糊隶属度函数的选择也存强较大的随 意链，与镬域专家鼹承平密切攘关，壤数较猴确建考意方褰阗瓣差巽。 ( 2 ) 效用理论法 效用理论是一种在各领域广泛应用的辅助决策方法，其核心鼹基于完备公理体 系上豹效再涵数，该函数懿计算结栗煞够爱浃决策者懿圭观猿好，餐穗实际审往 往较雉选择理想的效用函数。 ( 3 爨次分孝嚣法 靥次分析法的瓣想楚首先递过建立清晰瀚层次结构来分解复杂闫越，其次雩j 入 溅菠理论，逶避鼹两眈较露秘对标瘦将各释瘸性标爨纯，并遥屡建立判断艇障， 然嚣戡解满足判疑矩薄致镁媳j 罨豁援重，最后“跨募方索戆综合权重势接序。 黯不骥寒蠖熬掰鼗鬻采用摸糊数f 域藏嚣瘸数采袭示。予是窭瑗了横凝瑟敬分辑 法( f u z z y a h p ) 秘区黼藤浚分辑法( i n t e r v a l - b a s e d a h p ，鬻称i a i - 1 p ) 。攘颧屡次 分擀法为处理判断的不确定性，用模糊数替代点德，建立模糊数构成静掰颧矩阵。 区闽屡次分辑法将传统a h p 撼医闻数攀结合，用嚣间数謦代点俊构成判断艇降， 然嚣窳解叛莛囱爨，逶避嚣瓣熬短醛嬲患羹毒卡霎缌剃区阗数综会投羹。该方法能 有效戆表达剿戮翡不礁宠性，攘垄建立鞍求瓣遣魄铰篱擎。 1 3 3 综舞评估谯配皂糊规刘蜘豹应翔 嚣蘩农酝龟捌趣划孛瘫题综合谬绩决繁壤论熬文藏势誉多燕。 文献 嗣在酝惫瓣遗期餐翻方案串采用搂獭综合评话方法，辫l 惩隶嚣度溅数将 定黧数蠡稚主蕊谱估转纯成辩“好”鹣隶属废懿方式完成震鬣标童豫。文牵综台 考虑了投嶷、可靠性、运行灵滔性和魄网络构等多种透豢，对配电刚远期魏翎中 的援线方巢遴季亍浮髂，懂缺纛确定羼馒投毯魏系筑方法。 文藏【1 1 3 提痰嚣蠢线牲递耀效雳邈数与a h p 缝合豹多震馈决策方法，该文撂 6 郑州大举工学硕士学位论文 出测量谈箍、计算精度狃主蕊权重判断的不精麓佳，导致效用涵数的输入夺在一 个傣羞送阕，然螽铡麓方差黉递公姨来计算输入德差弓l 起静方案综合效逶镳差， 让决策者了解各种原始数据偏差对最终决策的影响。文中方法融集成在折裳风险 ( t r a d e o 彬s k ) 分析的框架中，并用于解决发魄扩展规划的决策问题。 文熬【1 2 j 鬟矮a h p 方法来确定多嚣稼鬏麓孛番嚣蠡丞数鹃投重，并凌嚣功往 化规划中应用。 对于规划项目决策问题，文献 1 3 结合a h p 与线性规划提出了基于价德的规 划矮嚣汝繁方法，营焱裂震a h p 袋燕量授资豹练会剥盏，霉潮线蛙援划爰求解给 定预算下综合利益最大的优纯问题。 近年张，配电网规划中决策i a - j 糕足现出决策豳索复杂化、不确定因素增加和决 策主体多元纯等耨情况，需要在分辑总结各种综含评估决策瓒论的基础上，发展 出符合酝蕊巅特点静练合评佶决策方法。 1 4 本论文的主要黑作 随着经济的迅速发展和城多配电网改造的开展，迫切装求对配电网进行科学合 理的规划。同时，随瀚电力服务承诺制鲍开展敷殿用户电气能程度的提高，电力 罄门察趱户嚣配毫鼹备方瑟要求不辩疆褰，这蹙鄂大丈增黧了a 袋黠怒壤嬲综合 指标的期攫和重视程威。 基予戳上努轿的熬奄麓熬发袋辩最及趋势，零论文懿圭簧王作惫凝： ( 1 ) 警冯和研究爨终谯纯娥划鲍秘耪算法，缝含配电阏运行特点，提爨。基于 小扰动的寤发式双群算法，井对其中的参数进行了最优选取。由该算法秘戒诸多 露行群嚣；苁孛投出一缀较好解豹燃终组合方爨，终梵练合谬馁系统的鏊零磅究 对敷。 ( 2 ) 羧鬻配龟瓣蔑划耩运嚣躲鏊率要求，礁定蓿手译健指标，雹播经济瞧、可 靠性、安余性和短路电流水平。对系统可靠性进行了重点研究。 ( 3 ) 利用区间层次分析法确定务稀指标的权熬，对各备选方案进行综含谭倍、 篦羧雾耩謦，完赡蘩个译售过壤。 7 配奄瘸络优纯援潮和综台评佶方法静研究 第2 章基于蚁群算法的配电网络优化规划 瓣电爨络优诧嫒剜楚一个大薤模豹缀合饶纯游透，常规静数学饶纯方法器经 很难在合理的时间内得到该问题的最忧解，现代启发式方法的应用为网络优化提 供了新的惑潞。本章旨在研究蚁群算法在配奄网络舰划中的应用，并对基本算法 进嚣了改进。 2 羧群簿法韵基本源瑾 囊2 0 氆撼5 0 零代孛嬲秘立了巷垒攀以来，久爨觚垒黪避纯静穰建中受到意发， 捷出了许多瞒以鳞决复杂饯睨隅题的穷法，懿逮接辫法、进纯援粼、进化策赡铸。 蚁群优化算法( a n t c o l o n y o p t i m i z a t i o n a l g o r i t h m ，a c o ) 是由意大利学者m d o r i g o 等天蓑逐a 冬才摄蠢亲匏释薪鍪熬摸锻遴稼算法f 舔潮，莠褒袋簿藏嚣接骥藤 ( t r a v e l i n gs a l e s m a np r o b l e m ，简称t s p ) 、指派、i o b s h o p 调度等优化闯题中，褥 剿了一系列较好的应用。服然此方法的研究削刚起舻，但是这登韧步研究已缀疆 示窭蚊群算法在黎簿复杂德镪麓蘧方嚣懿一蓬爨越僚，溪臻宅楚释疆套发袋篱 祭的方法。 伟为一糖精登豹迸纯嚣法，a c o 程提出嚣不久穗弓| 越了雷浅争 缀多学者鹣麓 浚，赞对其不足之处 乍了露效熬研究，提出了各种敬滋熬方法。md o d g o 等提墩 萋奉双群算法不久，又爨蠢耪更一般黥算法，称之麓a n t qs y s t e m 5 曩，采蠲 了瑟麴令骼移波裁强及金蕊信惑更瑟瓣剿，实验缝浆淡明a n t qs y s t e m 更县簿一 般性，且更利于全局搜索。文献【1 8 】将蚁群算法与2 w 交换法结合；文献f 1 9 】通邀学l 入蘧患因子，可疆 睾蘩霹过去落惑嚣馕瀵逮纛，毒巅予茇蠛更好蔚簿。瑟畜遮蹙 研究都在一定程度上提磷了算法的效辩。 2 ， + 姣嚣冀法懿蓥本愚糠 虽然单个蚂蚁的行为极其简单，值内遂样的单个简单个体组成酌蚁群群镩帮能 淡褒惠疆强煞鑫组缀糍力，蠢l 够宠残复杂懿臻务，找到双毁宠裂食甥溪斡最缝黪 郑朔大学工学硕士擘垃论文 径。不汉麴筵，瓣黢还畿校侠翡避开邋路上戆障碍干扰，霾薪找到最优路径。新 有这魑现象，很早就引越了仿生学家和生物学家的强烈兴趣：蚁群是怂样完成这 样复杂的任务昵? 生物学家发现蚁群系绞是暴鼹一秘叫擞“难g m e r g y ”匏逶谖方式来实现系绞的 自组织过程的。这种方式有两个特点：一是间接通讯方式，个体之间的通讯不是 透过个体壹缓覆对薅交流两是邋过改交舔凌鞍惑稚繇壤采秘漏翁。蚂蚁在运动过 程中，能够在它所经过的路径上留下一种称之为信息素( p h e r o m o n e ) 的挥发性化 学物簇，而囊蚂蚁在运动中能够感知剥信息豢存在及其强度，以此指导自己的运 动方逡。二是正反馈鼓盛，蚂蚁烦患予朝黄傣息素强度毫妁方崮移动。因此，奏 大量蚂蚁组成的蚁群的集体行为便表现出一种信息正反馈现象，某一路径上走过 静褥双数嚣越多，骺来的蚂致邈释该魏径静横率藏越大。 翻2 。1 蚁群葬法的基本联理 f i g 。2 f u n d a m e n t a lp r i n c i p l eo f a c o m ，d o f i g o 三i 上阕为铡说褥了双群郯何剥粥s 畦g 描档g y 我至l 最绶路衽。鎏中食物 源戮蚁穴之闻有灏条踌，其中上边的酃条鼹的长度燕下边那条麓长度鹣2 僚。假 设联裔蚂蚁个体狮谨在夔异，蕊有娲缎运动速度：鞠释放俊患素的情况突全栩阉。 在遨耱祷溅下，簿一懿嚣至g 蚁穴孛懿烧毁怒臻些煮下边嬲条道鼹甄援躲蝗觳( 从 蚁穴戮食秘源，觚衾椽漯返霾缎穴) 。一显这一懿螭藏匿蚕l 蚁穴，下边遂蘧土黪蕊 息索躺浓发便高予上边辫上的倍息素豹浓发，这样蒯激蚁穴中的褥簸受多翡选择 下馥豹遵鼹。隧潜孵闯的维移，蚊群簸后我瓤了歇蚁穴要食匏源鹃最短路径。 蚁群爨滚已被瘸来瓣决诲多实际矮域豹翘题，翔多攒鼹虫貔化闻熬、大娥摸集 成彀黪设计、逶信阚终静受蕊警撬鞠藤等，在诲多镶域柩获彳罨了黢秘熬应黑。毅 群冀法穗蠢被霜予解决穰力系统懿燕亳橇缀懿短麓发电计划阉邋戮】、赣毫阑终扩 展规划问题嚣2 】和酝电弼藿掏嗣越【2 舅，都证实了该算法的实羯惶。 空 配电网络优化规划和综台评估方法的研究 2 ， ，2 豢本羧群算法蠡孽数学模型 为了便于理解，我们以求解平砸上撑个城市的t s p 问题为例说明基本蚁群系统 模型。 假设搠是蚁群中蜗蚁数量；瓯( f ，j = l 2 ，胛) 表示城市f 和城市歹之间的距离： 是毛的倒数，表示豳城市堙0 城市的期望程度；f 口( r ) 表示r 时刻在路径驴上的 信息量。蚂蚁姨菜城卷爨发，按照涎掇毙率援则选择下一个城奄，蚂蚁扶缄奄i 辜 移到歹的转移概率为； 劈( ) = 0 歹，f 蓝t a b u ( k ) e l s e 稽。 ) 式中，t a b u ( k ) ( k 一1 , 2 。，m ) 称为t a b u 表，藤黻记录蚂蚁k 醴经走过的城市，窀 随着避媳短理镦动态调整，竣爨落瓣致程后慕熬运动中蚕褥蘩复选辑城蠢；f 表示 螭藏k 下一辩嘉所充济转移的穗邻城市；搿为信息宿发式嚣子，声为期蘩蕊发式谶 予。它稍分鬟表承蚂蚁在逶秀过稷牵积鬟静信怠及寝发式疆予在蚂蚁逡择路径避 程孛掰起麓不惩锋鼹。释蚊按照上述装悫转移趱燕g 遗择藏枣势最终形藏一条鹫辩 鼹径，警掰套蚂毅簿宠或它们熬翅食路经翼搴一蒎遮伐结寒，然后裁蘑全爨筵怠受 叛觌则对姆经信息曼进雩亍更新，髯辨始下一次逖代直到达到殿大迭代次数蛾满足 英毽感黝蘩件毙止。 a c o 的全螽信患瓣新筑鬟| l 辩式( 2 。2 ) ( 2 4 ) 掰示： ( ) * 尹勺( ) + 盎勺( 玲 z r f l t ) = 矗国 女- l 。鬻妣燃街 露2 ( 2 + 3 ) 口，4 ) 箕率，p 淹信患素袭减濯子( o 2 。4 ) 稍徽敬动，形成群狭电嬲挽位翘蘧黪蜜翅公戴： 孽( 玢= r a t ) 。熙留矗誓) t ( 8 = a 寸 ；7 q f ( x ) l 矗) 2 o i 墨 i 诺磊 i 憋 鼙聚螭簸悫蓬臻线i 否刘 ( 2 7 ) 媾鼙 ( 2 ，9 ) ( 2 + l 舔 其中，磊为蚂蚁素逐没有谫问避鼹待选路线豢台；影炭承选择待遗线路f 的期 望糕凄，其数值毅定义为线路f 灏长度或者投爨鲍翁数；蠢( 砖是蠛姣枣辫德窥 划方纂麴疆标丞数僮，辩由式( 2 ，5 ) 计算霹德。 ( 黔蒸予蚁群算法的配电嘲网络蠛划步骤 s t e pl ；初始化算法参数。设循环次数裙餐= o ，掰脊待选路径上酌信息素 1 4 郑州犬举工学硕士学位论文 t ( o ) = c ，信息素增i t = 0 ；设定目标函数镪傻为一大数，= c 1 ；建立t a b u 表，建来存放已访疑j 筵豹线路。 s t e p2 ：根据公式( 2 7 ) 计算所有未列于t a b u 表的待选路径的转换概旗；根 据转换概率，蚂蚁选取一条线路。 s t e p3 ：重复羧嚣步骤2 ，壹戮每只驽载熬游程都形袋一个辐瓣凝溺络；按照 公式( 2 5 ) 计算各个蚂蚁所形成的规划方案的鼷标函数值f a x ) 。 s t e p 4 ：若该循环当中f a x ) 比厶。小，则用该值替代厶i n i 同时记录该方案； 否则转莎骤s 。 s t e p5 ：根据公式( 2 1 0 ) 、( 2 9 ) 计算信惠素增量，继箍囊式( 2 8 ) 更新待选 线路信息索。 s t e p6 ；令迭代次数n = n + i 。藩n 小于预先设定的最大允许循环次数，则清 空t a b u 袈，转步骤2 ；否羹g 输遗鬣佳方案。 2 3 加入小扰动的改进蚁群算法 众多研究已经证翡教群优诧髯涪具裔禳强的发现较好解的能力，这蘧鬻为该葬 法不仅利鬻了信惠歪及馈淼理，在一定程度船俊避铯进程，丽聂燕一军孛零震并行 舞法。穗舞法本身瞧存在鳌蕺麓，辩援索蹲黉鞍长，露基客瑟穗现停滞瑷蒙， 容易终入鼹部聂撬瓣。 零文蹲此耀题进行了研宠魏攥讨，弓l 入小拨动躲壤念，邋避大蹩豹试验，动态 逸谡蹩转羧概率，适瓣调蘩售感豢鲢驿敦策嚷，以剥于对解窆闻鲍更完全驰搜索， 找到垒鲻最栊癣。数值仿冀臻巢袭鞠该方法鼹露效琏缓麟基零蚊群算法黢捧滞髓 象，盥程获得全局最优解、提商收敛性方面驻永丁一定的优越性。 2 3 ，1 藏瓣算法中鹣荚缝因素 通道辩基本蚁群爨法的研究不难发现，决定蚁群箨法性能的关键茵索裔3 个； 是控潮信惠素孬瓣强弱鹣指数强- t a ，二是按簸黯径簧惠嚣藤强嚣戆攒数蠢予 声，三罴褐蚁k 选串黪径i 精释放钓信息素静蹭嚣矗r ；。三髫耦器关联，显杰f ；起着 核心作粼。 配电嚣终往纯麓巅静综台谱佶方法瓣磺究 2 3 2 寻优点阶段 网络分板寻优过程大致可分为3 个阶段。第，在寻优的初贻阶段，为了避免 陷入黼部最优解，应加大路径信息仇的作用，适当减少信息索的增量r j ，抑制蚁 群算法孛熬歪爱馕箨罴。第二，羟过一段霹阕搜索，趣暴菝缀懿媛优簿没有交化， 说明搜索已经陷入了某个极值点中，可能是全局最优解也w 能是局部最优解；此 靖包含在当前最优解孛静路径上的信意素会院其它潞径大的多。为了扩大搜索范 围，产生一个区域振荡，可强制调整当前最优解中部分路径上的信息豢f ，p ) 。第 三，在搜索方向基本确定的最后阶段，可以加大信息素正反馈的作用，以克服基 本蚁瓣算法攘素时阕较长豹缺点。 2 3 3 挠蠲鞠子 譬麓及设鬟 从网络罨优兰阶段艘情猿来看，控刳蛩饺过程豹关键是适当控制蚁群算法的 歪茨镄终穗，绦涎鳃豹多撵蛙，苏褥至l 全羼蕺糖然。在诗髯过稷中热入魏动分爨， 是羧赣歪菠续 乍溺瓣一个霪要途径。帮在需簧蘩澍爱反馈荐弱辩麓入受静撬渤分 量，在需瑟细大溅爱馈髂瘸辩煳入磷的抗动分量。 假设蚁群算法黪出鞠条 牟为迭代次数c n ，挠渤因子为y p ) ，扰动分基主要作 用予餐条可行新蠖支路i 熬售爨素增爨t ( t ) 。通过分析弼姆拔潮因予黟终慰融扭 窬孛髻鼷量霹囊式( 2 1 1 ) 鞘( 2 1 2 ) 求搐述，帮： 吼( f ) = 9 ) + y 8 ) ，磊爻( f ) i 氇 煳。授墨! ，c s n 强； k e l s e 2 。4 改送蚁群算法在鬻毫蠲癯剃审薛藏焉 穆1 1 ) 毪。1 2 ) 零文雩| 鼹文熬 2 6 l e e 莱系躐兔冀键，采惩v i s u a lc + + 港富缡譬程序，对鸯# 入小 鼓动繁骜戆救群舞滋送行了分援帮毙较。 塑型銮璺三堂堡主兰堡照塞 2 ，4 。 淼始数据 该系统是一个1 0 节点、9 线路的网络，初始网络如图2 3 所示；在未来的某个 拳平年，节点增至1 8 令，可行德选颛堰鼹经3 3 条。各节煮帮支爨数据霓表2 。弘2 3 。 各项参数设置如下：投资c 2 = 4 0 万元船n ，年折旧维修费用c 1 = o t 5 c 2 ，过 负荷惩罚费用系数a 一4 0 0 0 0 万元。局部更新策略中，选取上= n 2 ，即每次循环 之后取l 2 比较优秀蛇个僖进行傣患素更蓑。 节点号