配電網(wǎng)重構(gòu)方案Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究.pdf

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1、2011年7月西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Ju1．加11第26卷第4期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．26No．4文章編號：1673-064X(2011)04-0090-05配電網(wǎng)重構(gòu)方案Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究成哲，高煒欣，閏蘇莉，武曉朦(西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院，陜西西安710065)摘要：針對配電網(wǎng)輻射狀運行的特點，提出了以Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以降低網(wǎng)損為目標(biāo)函數(shù)的配電網(wǎng)重構(gòu)方案算法：首先利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來確定各個節(jié)點的入度，然后根據(jù)節(jié)點入度確定線路是否投入運

2、行，并由此確定各聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)，最終確定配電網(wǎng)重構(gòu)方案．給出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能量函數(shù)和求解方法，能量函數(shù)同時考慮到了輻射狀運行、網(wǎng)損最低和某些線路可能無聯(lián)絡(luò)開關(guān)的問題．通過對IEEE一三電源電網(wǎng)進行計算，所得結(jié)果和遺傳算法基本一致，而H0eld神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過解微分方程組確定最優(yōu)解的計算時間相對較少．關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)重構(gòu)；Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；能量函數(shù)中圖分類號：TM727文獻標(biāo)識碼：A配電網(wǎng)具有“閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行”的特點，通了關(guān)于配電網(wǎng)規(guī)劃及重構(gòu)問題的總體解決方案．過重構(gòu)可以保證供電的可靠性．最優(yōu)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)從已有文獻資料來看，還沒有文獻采用解微分最早由Merlin和Back提出，

3、其方法以網(wǎng)損最低為目方程組的方法來進行重構(gòu)研究．本文以降低網(wǎng)損為標(biāo)函數(shù)的最多，由此產(chǎn)生了很多算法．這些算法可以目標(biāo)，提出利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定各個節(jié)點入分為傳統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)和人工智能方法．度的求解思路，通過人度可以直接確定聯(lián)絡(luò)開關(guān)的傳統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)：文獻[1]較早將地理信息系統(tǒng)狀態(tài)．通過解微分方程組同時確定多個輻射狀電網(wǎng)，引人配電網(wǎng)重構(gòu)領(lǐng)域；文獻[2]將一對常閉／常開開得到重構(gòu)方案．關(guān)的操作視為一個階段，從而利用動態(tài)規(guī)劃算法進行重構(gòu)；文獻[3]提出了二次電流矩的概念與模型，1數(shù)學(xué)模型使重構(gòu)算法更加快捷；文獻[4]提出配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的快速支路交換法．配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)就是在安全可靠供

4、電的前提下，人工智能方法是研究較多的一類重構(gòu)方法：文通過改變網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)狀態(tài)，選擇不同的供電路徑，獻[5]利用禁忌搜索進行配電網(wǎng)重構(gòu)；文獻[6-8]對使系統(tǒng)總的有功損耗最小．?dāng)?shù)學(xué)模型為遺傳算法做出不同改進以便進行配電網(wǎng)重構(gòu)；文獻minC=(1)[9]將家族優(yōu)生學(xué)進化方法用于配電網(wǎng)重構(gòu)；文獻[10]用粒子群算法進行配電網(wǎng)重構(gòu)；文獻[11]利用滿足免疫算法進行配電網(wǎng)重構(gòu)．Ui≤Ui≤；一些學(xué)者還對模型做了有益的擴展．文獻[12]Ii≤；在重構(gòu)時還考慮到抑制諧波的問題，文獻[13]給出N=L，+1．收稿日期：2011-02—10基金項目：中國石油科技創(chuàng)新基金項目(編號：20l0D—5

5、0061)作者簡介：成哲(1983一)，男，碩士研究生，主要從事電網(wǎng)優(yōu)化研究．E-mail：chengzhe@xsyu．edu．en成哲等：配電網(wǎng)重構(gòu)方案Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究一91一式中：．，為運行線路編號集合；尸i為線路i承擔(dān)的有為了用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解線路運行狀態(tài)，功功率；Q為線路i承擔(dān)的無功功率；ui為線路的必須建立表明優(yōu)化狀態(tài)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型．為了書末端電壓；為線路的電阻；Um為電網(wǎng)允許的最寫方便，本文將電源點的編號列為0，一1，一2以此低電壓；U為電網(wǎng)允許的最高電壓；，；為線路i類推．本文建立如表1所示的矩陣：運行流過的最大電流；為線路i流過的電

6、流；Ⅳ為表1線路選擇表Tab．】Theselecttableofdistributionnetworkeireut電網(wǎng)中節(jié)點的數(shù)目；，為集合．，中元素的個數(shù)．式(1)的求解目標(biāo)是卜線路編號的集合．?從實際電網(wǎng)運行出發(fā)考慮，聯(lián)絡(luò)開關(guān)的開或者關(guān)實一塒●：際確定了開關(guān)所在線路是否投入運行．因此，式(1)的求解目標(biāo)是確定投入運行的線路標(biāo)號．對這樣一l個復(fù)雜的規(guī)劃問題試圖用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確求解●：是十分困難的，因此本文提出利用Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行求解．表l中，一表示Ⅳ個負(fù)荷點；Wo～一肼表2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示電源點．表中每一列有且僅有一個元素為1，表明對應(yīng)列負(fù)荷點人度的方向，即供電

7、線路經(jīng)對應(yīng)行負(fù)為了描述方便，在以后的描述中本文用(√)表荷點后給對應(yīng)列負(fù)荷點供電；其余為O表示對應(yīng)線示節(jié)點i√之間的線路，c表示線路(i√)存在與否，路未被選中給對應(yīng)類負(fù)荷點供電．以圖1(a)中即：c：fO，線路(√)存在；為例，的人度方向為()，則對應(yīng)表中一【1，線路(iJ)不存在．(，)單元為1．R表明線路(i)的電阻，若線路(i√)不存在，仍以圖1(a)為例，對應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出如表2則取值為0．所示．由于配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可以對應(yīng)一有向圖，只表2圖1(a)所對應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出要能確定除電源