基于诊断算法配网重构中不可行解问题的研究.pdf

史气吴)(2010.No.6)
文章编号:1004-289X(2010)06-0024-03
基于诊断算法配网重构中不可行解问题的研究
李彩艳,刘建华,孔祥斌
(长沙理工大学,湖南长沙410000
摘要:针对一般传算法应用于配电网络重构中会产生大量不可行解的不足,提出了基于诊断策略的遠传算
法。该算法通过运用新的编码方法,改进了遺传操作,诊断出病态基因(即不可行解),通过打开回路和连通孤
岛,将不可行解修复为可行解。从而有效地解决了不可行解的问题,大大地提高了搜索效率
关鍵词:遠传算法;配电网络重构;诊断策略;不可行解;病态基因
中图分类号;TM72
文献标识码;B
Study on Infeasible Problems Based on the
Distribution Network Reconfiguratin of Genetic Algorithm
L/ Cai-yan, LIU Jian-hua, KONG Xiang-bin
(Changsha University of Science &Technology, Changsha 410000, China)
Abstract The general genetic algor thm for distribution network reconfiguration can produce a large number of infeasi
ble solutions, this paper proposes a genetic algorithm-based diagnostic strategies. The algorithm by using a new coding
method to improve the genetic operation, bad genes(infeasible solution)for diagnosing out, infeasible solution are cor-
rected by opening up the loops and conneting the islands. Therefore, effectively solve the problem of infeasible solutions
greatly enhances the search efficiency
Key words: genetic algorithm; distribution network reconfiguration; diagnostic strategy; infeasible solution pathological
1引言
因诊断策略的遗传算法应用于配电网络重构,有效地
解决了不可行解的难题。
配电系统与用户的联系最为紧密,其运行状况极
大地影响用户和供电企业。配电网络重构又称配电网
不可行解的产生及危害
络组态,是在保证配网呈辐射状,满足电压降落和馈线
在配电网络重构遗传算法中,与染色体对应的配
热容等要求的前提下,通过改变开关的开、合状态(即电网中存在回路或“孤岛”,则此回路与孤岛均被称为
选择用户的供电路径)以确定网络结构,以使之达到不可行解。“孤岛”是指网络中存在不与电源节点相
降低网损、提高电压质量等目的。
连的部分,即无法供电的部分。不可行解的存在,极大
众多学者运用了不同的方法来解决配电网重构问地增加了算法的搜索空间,使算法的搜索效率大幅度
题。而遗传算法-?由于具有较好的性能得到了广泛降低。如16节点的简单三馈线、16节点的配电网,按
的应用。但如何解决不可行解的问题,是目前各种配传统的二进制编码,染色体长度为16位,GA解空间为
网重构遗传算法所共同面临的难题。如文献[7]介绍26=65356个个体。而CA表现型个体为190个,因
了配电网基因片断分类的修复操作方案;文献[8]采此所有可能解的比例为190/6536=0.29%。由此可
用以运算支路为单位进行交叉的策略等,都在不同程见,遗传算法的搜索效率是很低的。在另一方面,如果
度上减少了不可行解的产生。但有的方法太繁杂,有出现“孤岛”,而“孤岛”与供电网络是完全隔离的,无
的未能改善局部寻优能力等。本文提出了一种基于基源部分的潮流计算无法进行计算。因此如何求取适应
史气开吴〉(2010.No.6)
度和如何利用适应度来反映它都将不容易。而以下诊中而属于精英个体的基因,用它来替代当前适应度最
断策略遗传算法有效地解决了不可行解的难题。
低的个体,然后对优质基因进行排序;另一方面,对病
态基因要进行诊断修复,使种群加速向全局最优解收
3诊断策略遗传算法
敛
3.1概述
基于诊断策略的遗传算法,是基于医学上的治病
不可行解的修复方案
原理,诊断疾病,提取健康生物的最佳基因置入另一生
遗传算法的配电网络重构中,初始种群的生成及
物体中,以增强它某方面的性征(即存人设立的优质遗传操作都会产生大量不可行解。含有回路或孤岛的
基因库中);如果诊断出疾病,就应该找出其基因突不可行解在此诊断策略算法中被定义为病态基因。诊
变、缺失、不正常的原因及位置,诊断修复病态基因,也断方法如
即将正常基因取代病态基因。在此算法中,我们将包
(1)如果一条支路(此支路序列连接两个T型节
含全局最优解较高概率的基因称为优质基因,反之为点)被共享的环路同时断开。则该个体被诊断为病态
病态基因。将此种诊断策略运用于遗传算法配网重构个体。如图1,支路序列L3-L4-L5中的I4同时被
中,因此病态基因也即为不可行解,正常基因为可行环1和环4断开,这样将形成L6-L7-1L33-IL20
解
LI9-L18-I2-L22-L23-I24ー137-I28-L27
基因诊断策略釆用的是基本环路的编码方式,
I26-L25所组成的回路。
个基因位对应一个环路,该环路所有支路的集合构成
(2)不同的支路(连接相邻两个T型节点的支路
了该位的基因。如图1中的环网3:该位的等位为7序列)被共享的环路分别断开,如图1中与T型共享
条支路:I34-L9-L0-L11-L.12-L13-Ll4,各环节点6相连的I3-I4-L5、I6-L7、L25-I26-L27
路打开的开关为联络开关T33、TY34、T35、T36、T37。采
28分别有一个支路L3、支路I6、支路L25被断开,
用环路编码后,搜索效率得到了大为提高,如图对于这样I4和L5便成为孤岛,具体拓仆图省略。
33节点配电网,染色体长度为5位,搜索空间为10×7
(3)与多个T型共享接点相连,且各有一条支路
x7x16x11=86240个个体。而初始种群的选取则被不同的环路断开,如图1,支路I8(与节点8、9相连
依据这种编码方式。
的四条支路I33、L7、L9、L34被断开,如图2)。因此,
支路I8便成为孤岛,支路L12-L13-Ll4-LI5-L16
ーLI7-L36-L32-I31-L30-129-I37-L24-L23
14 LS L61 L8L L10 L13
14L15L]6LI
I22-I2-L18-L19-I20-I21-I35形成回路
不可行解(病态基因)的修复:当经过诊断发现出
2环426121L28L9130L3lL32
病态基因后(即包含回路或孤岛的不可行解),先随机
选择一个断开的基因,然后随机选择一个与此基因相