一种输电网扩展规划方法技术

本发明专利技术公开了一种输电网扩展规划方法，涉及输电网规划和进化计算技术领域。所述方法包括：初始化参数、获取猴群中各猴子的初始位置和目标函数值；根据所述初始化参数、所述初始位置和所述目标函数值执行猴群的爬过程；执行猴群的翻过程；判断是否满足终止准则，如果是，流程结束；否则，执行所述爬过程。本发明专利技术由于采用了大步和小步两种爬过程，翻过程，并引入望跳过程、合作过程和随机扰动机制，克服了猴群算法只能求解连续优化问题的缺陷，实现了对输电网扩展规划这一混合整数优化问题的求解，该方法实现简单、计算速度快，具有更强的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电网规划和进化计算
，特别涉及。
技术介绍
输电网扩展规划是电力系统规划的重要组成部分，其主要任务是根据规划水平年的电源规划方案和预测的负荷水平，在现有电网结构的基础上，确定新建输电线路的位置和数量，以保证电力系统的经济、可靠运行。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、粒子群算法和蚁群算法，上述各种方法由于实现简单、不受搜索空间和目标函数性态的制约而得到了广泛的应用。 猴群算法是模拟猴子的爬山过程而设计的群智能算法，该方法在问题的求解过程中，利用目标函数在当前解处的伪梯度信息，不断搜索解空间的各个区域直至找到问题的全局最优解。 专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现上述现有技术至少存在以下缺点和不足 遗传算法、粒子群算法和蚁群算法在求解大规模问题时必须具有较大的种群规模，而这会导致更长的计算时间；反之，如果种群规模过小，则求解过程极易陷入局部最优，难以找到最优的规划方案；猴群算法相比于其它进化方法，虽然有很快的计算速度，但该方法只能够求解连续优化问题，而对于输电网扩展规划这一混合整数优化问题无法求解，这一不足极大地限制了该方法的实际应用领域和应用价值。
技术实现思路
为了能够求解输电网扩展规划这一含有离散变量的优化问题，提高计算速度，本专利技术提供了，所述方法包括以下步骤 初始化参数、获取猴群中各猴子的初始位置和目标函数值； 根据所述初始化参数、所述初始位置和所述目标函数值执行猴群的爬过程； 执行猴群的翻过程； 判断是否满足终止准则，如果是，流程结束；否则，执行所述爬过程。 所述参数包括猴群规模、大步爬过程的步长和次数、小步爬过程的步长和次数及翻区间； 所述目标函数值具体为 其中，X＝(x1，x2，…，xn)T，xj为第j条可扩建输电走廊上新建的线路数量、其上限为xjM、cj为建设一条线路的投资成本、n为系统可扩建输电走廊数、Pl为支路l的有功潮流值、PlM为支路l最大容许传输功率、L和L′分别为系统原有支路和新建支路的集合、WO为网络连通但出现支路过负荷时的惩罚系数、WI为网络不连通时的惩罚值、猴群的规模为M。 所述爬过程包括大步爬过程和小步爬过程， 所述大步爬过程包括 第一步对大步爬过程中第i只猴子的当前位置Xi，随机生成向量ΔXiL； 其中， i∈{1，2，…，M}，Δxi，j为从区间中随机产生的整数，j∈{1，2，…，n}，aL为大步爬过程的步长； 第二步获取f(Xi+ΔXiL)、f(Xi-ΔXiL)； 第三步当满足大步爬过程的更新条件时，对所述大步爬过程中第i只猴子的当前位置进行更新； 第四步循环执行所述步骤一至步骤三，当达到预先设定的所述大步爬次数时，退出循环； 所述小步爬过程包括 第一步对小步爬过程中第i只猴子的当前位置Xi，依次随机生成向量ΔXiS； 其中， i∈{1，2，…，M}，Δxi，j为从区间中随机产生的非零整数，j∈{1，2，…，n}，aS为小步爬过程的步长； 第二步获取f(Xi+ΔXiS)、f(Xi-ΔXiS)； 第三步当满足小步爬过程的更新条件时，对所述小步爬过程中第i只猴子的当前位置进行更新； 第四步循环执行所述步骤一至步骤三，当达到预先设定的所述小步爬次数时，退出循环； 所述大步爬过程的更新条件具体为 条件一且或， 条件二且 所述小步爬过程的更新条件具体为 条件一且或 条件二且 所述猴群的翻过程包括 第一步在翻区间内随机产生实数β； 第二步根据翻过程中每只猴子的当前位置Xi＝(xi，1，xi，2，…，xi，n)T，获取每只猴子将要翻到的目标位置X″′i＝(x″′i，1，x″′i，2，…，x″′i，n)T，i∈{1，2，…，M}； 其中，x″′i，j＝xi，j+round(β|pj-xi，j|)、 j∈{1，2，…，n}、i∈{1，2，…，M}、 为翻过程的支点； 第三步用所述每只猴子将要翻到的目标位置对猴群进行更新。 在所述猴群翻过程的第一步之前，还包括翻过程中的随机扰动机制，具体为 当猴群中所有猴子的第j位xi，j均相同时，j∈{1，2，…，n}，随机选取猴群中的某只猴子k，k∈{1，2，…，M}，令xk，j＝e，e为中随机产生的均匀分布的整数。 所述终止准则包括 达到预先设定的总迭代次数或迄今为止所找到的最优猴子的位置连续预设的若干次迭代不发生变化。 在所述爬过程之后、在所述翻过程之前，所述方法还包括望跳过程， 第一步对望跳过程中第i只猴子的当前位置Xi，随机生成向量X′i＝(x′i，1，x′i，2，…，x′i，n)T，i∈{1，2，…，M}； 其中，x′i，j为内随机产生的整数、j∈{1，2，…，n}、b为猴子眺望的视野； 第二步当满足望跳过程的更新条件时，用所述向量X′i对所述望跳过程中第i只猴子的当前位置进行更新； 第三步循环执行所述步骤一和步骤二，当达到预先设定的望跳次数时，退出循环； 第四步判断是否对所述望跳过程中第i只猴子的当前位置进行了更新，如果是，执行所述爬过程；否则，执行所述翻过程； 所述望跳过程的更新条件具体为f(X′i)＜f(Xi)。 在所述爬过程之后、在所述翻过程之前，所述方法还包括合作过程， 第一步获取本代中找到的具有最好位置的猴子，其位置为 在内随机产生实数α； 第二步获取合作后每只猴子的位置X″i，i∈{1，2，…，M}； 其中，所述X″i＝(x″i，1，x″i，2，…，x″i，n)T， j∈{1，2，…，n}； 第三步用所述合作后每只猴子的位置X″i对猴群进行更新； 第四步判断是否达到预设的合作次数，如果是，执行所述翻过程；否则，执行所述爬过程。 所述合作过程的第一步还包括采用从开始到当前代为止所找到的具有最好位置的猴子； 在所述合作过程的第一步之后、第二步之前，还包括合作过程中的随机扰动机制，具体为 当 时，j∈{1，2，…，n}，令 其中f为中随机产生的均匀分布的整数，且f不等于xj*的原值。 在所述爬过程之后、在所述翻过程之前，所述方法还包括望跳过程和合作过程。 本专利技术提供的技术方案的有益效果是 本专利技术提供的输电网扩展规划方法，通过猴群中各猴子的大步爬过程、小步爬过程和翻过程，实现了对输电网扩展规划这一混合整数优化问题的求解，解决了猴群算法求解离散优化问题时爬过程失效的问题，该方法实现简单、计算速度快，具有更强的鲁棒性；并且通过执行望跳过程和/或合作过程进一步地确保了所专利技术方法的计算速度与收敛率。 附图说明 图1是本专利技术实施例1提供的输电网扩展规划方法的流程图； 图2是本专利技术实施例2提供的输电网扩展规划方法的流程图； 图3是本专利技术实施例3提供的输电网扩展规划方法的流程图； 图4是本专利技术实施例4提供的输电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电网扩展规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（１）初始化参数、获取猴群中各猴子的初始位置和目标函数值；（２）根据所述初始化参数、所述初始位置和所述目标函数值执行猴群的爬过程；（３）执行猴群的翻过程；（４）判断是否满足终止准则，如果是，流程结束；否则，执行所述爬过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余贻鑫，王靖然，曾元，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]