一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法技术

技术编号:13769927 阅读:149 留言:0更新日期:2016-09-29 07:47
本发明专利技术提出一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,基于与全局最优解进行交叉操作的局部搜索方法寻找更优的蜜源来代替原蜜源作为最优蜜源,在保证寻优的同时通过将当前解与全局最优解进行二项交叉,增强了算法的开发能力,使其具有良好的全局搜索与局部开发能力,在输电网扩展规划的应用上具备更高的寻优精度和更快的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统规划领域,尤其是一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法
技术介绍
随着现代城市化进程加快,城市用电量剧增,给发电厂和输电网带来了巨大压力。在电力资源由国家统一管理,电力网络由国家统一建设的情况下,如何灵活的考虑各个非电力系统的电源接入电力系统,优化输电网的扩展改造,成为了目前我国电力企业急需解决的问题。电力网络建设主要包括变电。输电和配电三个环节,变电环节主要是建设变压站,输电网和配电网规划则是电网规划的最重要组成部分。输电网扩展规划的任务是在一定的规划期内负荷增长情况及电源规划方案已知的前提下,确定相应的最佳电网结构,在满足可靠性约束的同时力求建设、运行等费用最小。一个合理的输电网扩展规划方案对于电力系统的安全运行和电力资源的优化配置都具有十分重要的意义。输电网扩展规划问题在数学上是一个大规模的混合整数优化问题,现有技术中通常采用现代启发式方法来解决该技术问题。现代启发式方法主要包括遗传算法、粒子群算法、人工蜂群算法和蚁群算法,上述群体智能算法由于其潜在的并行性和分布性特点,为处理大量的以数据库形式存在的数据提供了技术支撑并得到了广泛的运用。人工蜂群算法是一种新的群体智能优化算法,由于具有全局收敛性强,收敛速度快,鲁棒性好的优点,人工蜂群算法被广泛应用于通信领域、信号与图像处理领域、控制领域、电力系统领域等。与其他智能算法不同的是,人工蜂群算法定义了蜜源以及三种蜂:采蜜蜂、观察蜂和侦查蜂。蜜源代表一个解向量,其好坏表征着对应的适应度值高低,而采蜜蜂和观察蜂的作用则是使局部寻优的次数增多,范围更广,从而使该算法具有很强的全局搜索能力。但人工蜂群算法也存在着早熟收敛,在后期易陷入局部极值,搜索精度不高的缺点。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,基于与全局最优解进行交叉操作的局部搜索方法寻找更优的蜜源来代替原蜜源作为最优蜜源,在保证寻优的同时通过将当前解与全局最优解进行二项交叉,使其具备更高的寻优精度和更快的收敛速度。实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,包括以下步骤:步骤1:以输电网建设成本最小为目标,结合约束条件建立优化模型,并设置人工蜂群的参数;步骤2:在模型中建立蜜源并利用反学习法初始化蜜源;步骤3:计算所有蜜源的目标函数值和适应度值,将适应度值最大的蜜源作为最优蜜源;步骤4:采蜜蜂对蜜源进行局部搜索,得到迭代新解;步骤5:计算迭代新解的适应度值,根据贪婪原则对蜜源进行更新,若原蜜源适应度值仍较高,则该蜜源的已开采次数增加1;步骤6:观察蜂进行局部寻优,按照轮盘赌原则更新最优蜜源;步骤7:判断是否有蜜源超过其最大开采次数,若有,则蜜源处的蜜蜂转化为采蜜蜂并利用反学习法重新寻找新的蜜源,并与原蜜源进行适应度值比较,更新最优蜜源;若无,转到步骤8;步骤8:判断是否达到最大迭代次数,若是,则输出当前最优蜜源作为最优解,其对应的D维向量即为输电网扩展规划的最佳方案;若否,转到步骤4。进一步的,本专利技术的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,步骤1中的优化模型的目标函数为: F = Σ l ∈ Ω c l n l + W 1 ( Σ o l ( | f l | - f l ‾ ) ) + W 2 ( n l - n l ‾ ) ]]>其中,cl表示第l条输电走廊的每条支路架线成本,nl表示第l条输电走廊的支路数,Ω表示所有输电走廊的集合,fl表示第l支路的总潮流值,表示第l条支路的潮流阈值,ol表示所有过载的支路集,表示第l条走廊的最大架线回数,W1、W2为惩罚系数。进一步的,本专利技术的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,步骤1中的人工蜂群的参数包括:种群规模Popsize、最大迭代次数Maxiter、蜜源最大开采次数Limit、交叉概率CR、维数D,采蜜蜂和观察蜂的数量都设为Popsize/2。进一步的,本专利技术的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,步骤2中初始化蜜源的具体步骤为:步骤2-1:随机生成蜜源原始解其中,i表示第i个解,j表示第j维分量,N表示蜜源个数;步骤2-2:计算每个原始解相应的反向解步骤2-3:计算原始解和反向解的目标函数值和适应度值;步骤2-4:将适应度值最大的解作为蜜源初始解。进一步的,本专利技术的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,步骤3中的适应度值为: fitness i = 1 1 + f i , f i ≥ 0 | f i | , f 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:以输电网建设成本最小为目标,结合约束条件建立优化模型,并设置人工蜂群的参数;步骤2:在模型中建立蜜源并利用反学习法初始化蜜源;步骤3:计算所有蜜源的目标函数值和适应度值,将适应度值最大的蜜源作为最优蜜源xGlobal;步骤4:采蜜蜂对蜜源进行局部搜索,得到迭代新解;步骤5:计算迭代新解的适应度值,根据贪婪原则对蜜源进行更新,若原蜜源适应度值仍较高,则该蜜源的已开采次数增加1;步骤6:观察蜂进行局部寻优,按照轮盘赌原则更新最优蜜源;步骤7:判断是否有蜜源超过其最大开采次数,若有,则蜜源处的蜜蜂转化为采蜜蜂并利用反学习法重新寻找新的蜜源,并与原蜜源进行适应度值比较,更新最优蜜源;若无,转到步骤8;步骤8:判断是否达到最大迭代次数,若是,则输出当前最优蜜源作为最优解,其对应的D维向量即为输电网扩展规划的最佳方案;若否,转到步骤4。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:以输电网建设成本最小为目标,结合约束条件建立优化模型,并设置人工蜂群的参数;步骤2:在模型中建立蜜源并利用反学习法初始化蜜源;步骤3:计算所有蜜源的目标函数值和适应度值,将适应度值最大的蜜源作为最优蜜源xGlobal;步骤4:采蜜蜂对蜜源进行局部搜索,得到迭代新解;步骤5:计算迭代新解的适应度值,根据贪婪原则对蜜源进行更新,若原蜜源适应度值仍较高,则该蜜源的已开采次数增加1;步骤6:观察蜂进行局部寻优,按照轮盘赌原则更新最优蜜源;步骤7:判断是否有蜜源超过其最大开采次数,若有,则蜜源处的蜜蜂转化为采蜜蜂并利用反学习法重新寻找新的蜜源,并与原蜜源进行适应度值比较,更新最优蜜源;若无,转到步骤8;步骤8:判断是否达到最大迭代次数,若是,则输出当前最优蜜源作为最优解,其对应的D维向量即为输电网扩展规划的最佳方案;若否,转到步骤4。2.根据权利要求1所述的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,其特征在于,步骤1中的优化模型的目标函数为: F = Σ l ∈ Ω c l n l + W 1 ( Σ o l ( | f l | - f l ‾ ) ) + W 2 ( n l - n l ‾ ) ]]>其中,cl表示第l条输电走廊的每条支路架线成本,nl表示第l条输电走廊的支路数,Ω表示所有输电走廊的集合,fl表示第l支路的总潮流值,表示第l条支路的潮流阈值,ol表示所有过载的支路集,表示第l条走廊的最大架线回数,W1、W2为惩罚系数。3.根据权利要求1所述的基于改进人工蜂群算法的输电网扩展规划方法,其特征在于,步骤1中的人工蜂群的参数包括:种群规模Popsize、最大迭代次数Maxiter、蜜源最大开采次数Limit、交叉概率CR、维数D,采蜜蜂和观察蜂的数量都设为Popsize/2。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:岳东高浩夏星宇
申请(专利权)人:苏州泛能电力科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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