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基于蚁群算法的配电网网架优化规划方法1
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2022-08-04
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摘要蚁 群算法是 一种求解组合优化 问题 的新型通用启 发式方法 ,该方 法的主要特 点是正反馈 、分布 式计算和富于 建设性 的贪婪启 发 式搜 索 。配电网
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第 14卷第6期
2002年12月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Proceedings of the EPSA
VoI.14 No.6
Dee. 2002
基于蚁群算法的配电网网架优化规划方法①
王志刚 杨丽徙 陈根永
(郑州大学 电气工程学院 郑州市 450002)
ANT COLONY ALGORITH M FOR DIsTRIBUTION NETW ORK PLANNING
W ang Zhigang Yang Lixi Chen Genyong
(CoHege of Electrical Engineer,ZhengZhou University,ZhengZhou 450002)
ABSTRACT Ant colony algorithm is a new general-pur-
pose heuristic algorithm for combinatorial optimization prob-
lems.The main characteristics of this method are po sitive
feedback,distributed com putation and the use of constructive
greedy heuristic.Distribution network planning is a compli—
cated,nonlinear combinatorial optimization problem.In this
paper,the application of ant colony algorithm to distribution
network planning is investigated,the mathematic mod e of
network planning which takes the minimum sum of annual
cost and penalty cost of overload as object is established and
the solution algorithm is developed.The feasibility and effi—
ciency of the algorithm are verified by the result of applying
it tO a sam ple system .
Key W ords ant colony algorithm ,com binatorial optimiza—
tion,distribution network,plan ning optimiza—
tion
摘要 蚁 群算法是 一种求解组合优化 问题 的新型通用启 发
式方法 ,该方 法的主要特 点是正反馈 、分布 式计算和富于 建
设性 的贪婪启 发 式搜 索 。配电网网架 优化规 划是一个 复杂
的非线 性组 合优 化 问题 。本文将蚁群算 法用于 配 电网 网架
优化规 划问题 的研 究 ,建立 了网架规划的数学模 型 ,该模 型
以线路 的年综合 费用和过 负荷惩罚 费用 之和最小为 目标函
数 ,并在此基 础上设计 了相应 的算法。算 例证 明了该算 法在
配 电网网架优化 规划 中应用的可行性 和有效性 。
关键词 蚁群 算法 组 合优化 配电网 优化规划
1 引言
网架优化的 目的在于根据投 资及运行等 费用
最小的原则 ,确定扩建 线路的类型、时间及地点 ,建
设技术上安全可靠、经济上费用最省的电网结构 。
因此 ,网架优化是一个大规模的组合优化问题 。
近年来 ,在 配电网网架优化 规划方面涌现 了不
少新思路和新方法 ,如遗传算法[1](GA)、搜索禁忌
① 河南 省科技攻 关项 目(991140229)资助
本文2002年9月24日收到
修改稿2002年11月28日收到
算法[2](Tabu Search)和模 拟退火算法等 。
蚁群算法最初是 由Dorigo等人提出[3],是一种
求解组合优化 问题的新型通用启发式方法 。该方 法
的主要特 点是 正 反馈、分布 式 计 算以及 富于 建设 性
贪婪启发式搜 索。正反 馈有 助于快 速发现 较好 的
解 ;分布式计算避免 了在迭代过程 中早熟现象的 出
现 ;而贪婪启发式搜索的运用则使得搜索过程 中较
早 发现可接受解成为可能[3 ]。虽然蚁群算法 的 出
现只是近几年的事 ,但 已经成功应用于许多组合优
化问题 ,例如 TSP问题[。 ]、JSP问题[。 等 。而该算
法在电力 系 统 中 的应用才 刚 刚起 步【4]。
本文提 出 了一种基于蚁群算法来求解 配 电网
网架优化规划 问题 的方法 ,建立 了数学模 型 ,设计
了相应的求解算法及程序 ,并将该算法用文献 E6]
的算例进行 了测试 。结果 表明 ,本文提出的优化方
法是可行 、有 效 的。
2 网架优化模 型
本文 中网架优化模型 以线路的年综合 费用和
过负荷惩罚费用之和最小为 目标 函数 。数学模型可
用下式表 达 :
min厂( ):
, ^
J∑(c +c r眦 △P )+A L 若是辐射网
1
【 : 若不是辐射 网
(1)
式 中 为 ,z维决策矢量 ,代表问题 的解 ;X 是矢量
的元素,当待选线路 i被选 中时 Xi一 1否则 X 一 0;
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