城市中压配电网络优化规划

城市中压配电网络规划是一个具有多目标性、不确定性、非线性和多阶段性等特点的复杂系统优化问题,属于NP难问题。本文运用地理信息系统(GIS)、智能优化算法、可靠性价值理论、多目标规划理论和不确定规划理论对其进行了较为深入的研究。 在不同供电区域负荷密度和不同变电所容量条件下,对中压配电网架空线路和电缆线路常见的几种接线模式进行了经济性和可靠性计算分析,研究其随负荷密度和变电所容量变化的趋势,以及在相同条件下不同接线模式之间的比较。基于定量计算结果,经综合考虑,给出了有指导意义的建议方案。 结合配电网空间数据结构自身的特点,运用GIS中“层”的概念开发了配电网GIS空间数据库,为城市中压配电网络的规划工作提供了有力的辅助手段,可以使规划结果更具实际意义。 采用最短路径法产生了中压配电网的辐射初始网架,并采用遗传算法(GA)来优化该初始网架。编码策略采用基于配电网空间GIS的变长度符号编码,使配电网规划同地理环境真正结合起来。通过算例分析,发现以空间GIS为平台,将网络优化问题和图形问题无缝地结合,在配电网规划工作中取得了良好效果。 从建立城市中压配电网的全局角度出发,在辐射接线模式自动布局的基础上,按照正向和反向辐射线路布局的思路,提出了多分段单联络接线模式的自动布局方法,即在进行辐射线路布局的同时考虑了联络线路的布局,满足了整体规划的要求。在此基础上提出了三分段三联络接线模式和多分段多联络接线模式自动布局的一般性规划方法,并通过实际算例验证了所提方法的可行性。 在配电网空间GIS的环境下,结合变电站选址与定容的方法提出了10kV开闭所的布点方法,同时参考辐射接线模式和多分段多联络接线模式的自动布局方法设计了开闭所进、出线的自动布局方法,从而简化了带开闭所接线模式的自动布局过程。 采用禁忌搜索算法(TS)对城市中压配电网络进行了优化,发现在采用基于空间GIS的变长度符号编码策略来表示线路的条件下,采用具有禁忌搜索思想的TS来指导搜索过程,可以使其自动满足线路的辐射状布局特点,规划结果切实可行,并可缩短规划时间。 以简单的旅行商问题(TSP)为例比较说明了GA、TS和它们之间的两种混合算法在解决大型组合优化问题时所表现出来的性能优劣,分析采用了TS变异算