式中 f为目标函数,即网损量;F为适应值函数;Cmax为一给定值。
4.4 基因操作
本文采用轮盘赌法进行复制,并加入了最优保留策略。这样维持了种群的多样性,又保证了最优个体直接进入下一代。 交叉和变异分别依模糊控制下的PC、Pm进行。为不破坏网络的辐射状,交叉位置的选择应满足下列条件,即作为双亲的两个个体在交叉位置的左侧打开的开关数目相等,或者说两个个体在此位置左侧为零的位数相等。这一举措避免了交叉产生不符合运行条件的新个体,极大地提高了计算效率。 例如,设选中两个个体进行交叉, 个体1:1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 个体2:1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 两个个体在第6位左侧为零的位数是相同的,则取其为交叉位置,交换其右侧的信息,交叉后的新个体为: 子个体1:1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 子个体2:1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 同理,染色体中的位变异也需成对进行。 设选中了某一染色体的某一位进行变异,如由0变1,与此同时,必须将该染色体中与该位相邻的二进制码为1的位由1变0,反之亦然。这样就保证了网络中打开的开关数不变,维持了辐射状。
5 算例分析
用本文提出的模糊遗传法在几个配电网络进行了仿真实验。下面给出一算例的结果。 算例取自文[3],是一个12.66kV的配电网络,有69个节点,74条线路,5个联络开关,参见图1。本文通过两组实验对GA与FGA做一比较。第一组是以相同的进化代数作为终止条件(300代),取种群数为100,染色体长度为74,初始交叉率Pco=0.9,初始变异率Pmo=0.01,采用GA进行网络重构时,保持Pc、Pm不变;采用FGA时,对Pc、Pm采用上述模糊规则进行在线控制,△Pc的变化范围取[-0.2,0.1],△Pm的变化范围取[-0.005,0.01],计算结果见表3。

图1 69节点配电系统示意图 Fig.1 The schematics of a 69 nodes distribution
表3 重构前后结果 Tab.3 Result before and after reconfiguration
重构前
GA重构
FGA重构
打开开关集合
14-90
11-12
10-70
38-48
12-13
12-20
26-54
45-46
13-14
10-70
50-51
44-45
12-20
10-70
50-51
网损/kW
225.712
101.140
100.810
最低节点电压/pu
0.897
0.933
0.933
从表3可以看出,无论是采用GA还是FGA,重构后网损大大降低,电压水平有明显提高,可见网络重构对于提高系统供电质量、降低网损经济运行是大有好处的。对比GA和FGA的优化结果,在同样的种群规模、同样的终止进化准则下,GA对应的网损是101.14kW,FGA对应的网损是100.81kW,FGA的寻优效果比GA 好。 第二组试验是增大进化代数,连续运行GA 优化程序50次,统计其优化结果,最好的一次结果是进化783代寻到和FGA进化300代一样的优化结果,可见FGA改善了GA的性能,提高了收敛速度。
6 结论
(1)本文提出模糊遗传算法,对交叉率和变异率进行模糊控制,很好地改善了遗传算法的性能,提高了收敛速度,避免了不成熟收敛。 (2)本文将FGA应用到配电网络重构中,经实例验证,可以迅速求得全局最优解。 (3)本文针对实际问题用开关状态作为染色体的编码,简洁明了,缩短了染色体的长度。同时通过对交叉位置和成对变异的独特设计,极大地提高了计算效率。
参考文献:
[1]Koichi Nara,Shiose A,Kitagawa M.Implementation of genetic algorithms for distribution systems loss minimum reconfiguration[J]. IEEE Trans on Power System. 1992, 7(3):1044~1051. [2]Shirmohammadi D,Hong H W.Reconfiguration of electric distribution networks for resistive line loss reduction[J].IEEE Trans on Power Delivery. 1989,4(2):1492~1498. [3]Baran M E,Wu F F. Optimal capacitor placement on distribution systems[J]. IEEE Trans on Power Delivery.1989,4(1): 725~732
上一页 [1] [2]
|