function guan=fitness_cgfcPQVmulti(Swarm1) %加入不可行解判断程序(多个节点处加入分布式风电节点DG)
b=32;
n=33;
LL=5; %联络开关数
Sb=10; %MW
Vb=12.66; %KV
Zb=Vb^2/Sb; %ohm
check=1;
checkhl=1;
checkgd=1;
jy=0;
H=[7 6 5 4 3 2 20 19 18 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
14 13 12 11 10 9 34 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 21 20 19 18 35 0 0 0 0 0 0
17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 32 31 30 29 28 27 26 25 36
24 23 22 28 27 26 25 5 4 3 37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0];%由函数matrixH生成
for i1=1:LL
a(1,i1)=H(i1,Swarm1(1,i1));
end
%a=[7 9 2 12 3] %狭长网络,电压越限的情况
%a=[7 14 9 31 37] %重构后的最优网络
%a=[33 34 35 36 37]; %原始网络
BranchM=[1 1 2 0.0922+i*0.047 %支路参数矩阵
2 2 3 0.4930+i*0.2511
3 3 4 0.3660+i*0.1864
4 4 5 0.3811+i*0.1941
5 5 6 0.8190+i*0.7070
6 6 7 0.1872+i*0.6188
7 7 8 0.7114+i*0.2351
8 8 9 1.0300+i*0.7400
9 9 10 1.0440+i*0.7400
10 10 11 0.1966+i*0.0650
11 11 12 0.3744+i*0.1238
12 12 13 1.4680+i*1.1550
13 13 14 0.5416+i*0.7129
14 14 15 0.5910+i*0.5260
15 15 16 0.7463+i*0.5450
16 16 17 1.2890+i*1.7210
17 17 18 0.3720+i*0.5740
18 2 19 0.1640+i*0.1565
19 19 20 1.5042+i*1.3554
20 20 21 0.4095+i*0.4784
21 21 22 0.7089+i*0.9373
22 3 23 0.4512+i*0.3083
23 23 24 0.8980+i*0.7091
24 24 25 0.8960+i*0.7011
25 6 26 0.2030+i*0.1034
26 26 27 0.2842+i*0.1447
27 27 28 1.0590+i*0.9337
28 28 29 0.8042+i*0.7006
29 29 30 0.5075+i*0.2585
30 30 31 0.9744+i*0.9630
31 31 32 0.3105+i*0.3619
32 32 33 0.3410+i*0.5362
33 8 21 2.0+i*2.0
34 9 15 2.0+i*2.0
35 12 22 2.0+i*2.0
36 18 33 0.5+i*0.5
37 25 29 0.5+i*0.5 ];
NodeM=[1 0
2 0.1000+i*0.0600
3 0.0900+i*0.0400
4 0.1200+i*0.0800
5 0.0600+i*0.0300
6 0.0600+i*0.0200
7 0.2000+i*0.1000
8 0.2000+i*0.1000
9 0.0600+i*0.0200
10 0.0600+i*0.0200
11 0.0450+i*0.0300
12 0.0600+i*0.0350
13 0.0600+i*0.0350
14 0.1200+i*0.0800
15 0.0600+i*0.0100
16 0.0600+i*0.0200
17 0.0600+i*0.0200
18 0.0900+i*0.0400
19 0.0900+i*0.0400
20 0.0900+i*0.0400
21 0.0900+i*0.0400
22 0.0900+i*0.0400
23 0.0900+i*0.0500
24 0.4200+i*0.2000
25 0.4200+i*0.2000
26 0.0600+i*0.0250
27 0.0600+i*0.0250
28 0.0600+i*0.0200
29 0.1200+i*0.0700
30 0.2000+i*0.6000
31 0.1500+i*0.0700
32 0.2100+i*0.1000
33 0.0600+i*0.0400 ];
%1、判断是否形成环路,F为支路环路关联矩阵(行表示回路,列表示断开开关,若任意两行相同,则表示形成了环路)
F=zeros(5);
for i1=1:LL %回路
for i2=1:LL %断开开关
if max(a(1,i2)==H(i1,:))
F(i1,i2)=1;
end
end
end
for i1=1:LL-1
for i2=i1+1:LL
if min(F(:,i1)==F(:,i2))
checkhl=0; disp('出现环路')%出现环路时
guan=10000;
end
end
end
for i1=1:LL %按照断开开关矩阵,剔除Z矩阵中的断开支路
j=i1-1;
for i2=1:b+LL-j
if BranchM(i2,1)==a(1,i1)
BranchM(i2,:)=[];
break
end
end
end
NodeN=zeros(n); %节点-节点关联矩阵A
for i1=1:b
NodeN(BranchM(i1,2),BranchM(i1,3))=1;
NodeN(BranchM(i1,3),BranchM(i1,2))=1;
end
LayerM=[1]; %节点分层矩阵,电源节点号记“1”
NU=zeros(1,n); %上层节点矩阵(有33列的行矩阵)
while(checkhl==1)
%以下用循环求取矩阵LayerM和NU
while(checkgd==1)
h=1;
while(min(NU(2:33)~=0)==0) %NU矩阵的2-最后都有上层节点了,表示循环结束了
m=max(find(LayerM(:,h))); %m为矩阵LayerM第h列非零元素的个数
k=1;
for i1=1:m
g=LayerM(i1,h); %LayerM的第i1行第h列元素
ss=find(NodeN(g,:)==1);
for i2=1:length(ss)
if LayerM~=ss(1,i2) %排除相同节点
LayerM(k,h+1)=ss(1,i2);
NU(1,ss(1,i2))=g;
k=k+1; %k表示第h层含有的节点数
end
end
end
h=h+1; %h表示网络分层的层数
if length(LayerM(1,:))==h-1 %如果网络分层矩阵没有搜索到下层节点,说明形成了断点,后边网络形成了孤岛,与电源节点没有连通回路
checkgd=0;
disp('形成孤岛')
guan=10000;
check=0;
break %结束循环
end
end
if min(NU(2:33)~=0) %若解可行,已经计算完LayerM,则让其跳出最外层while循环
checkgd=0;
disp('可行解')
end
end
while(check==1)
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%添加两个风机pq(v)节点
%风力发电机数据
node1=18; %风机加入的节点号
node2=23;
Pe=0.6; %单台风机的额定有功
NodeM(node1,2)=NodeM(node1,2)-Pe; %添加DG有功
NodeM(node2,2)=NodeM(node2,2)-Pe;
BranchM(:,4)=BranchM(:,4)/Zb; %阻抗标幺化
NodeM(:,2)=NodeM(:,2)/Sb; %功率标幺化
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
x1=0.00453; %pu定子电抗
x2=0.149152; %pu转子电抗
x3=0.199904; %定子电抗与转子电抗之和
r2=0.00486; %pu转子电阻
xm=2.205952; %pu励磁电抗
Pe=0.6; %单台风机的额定有功
Qunit=0.04; %单组并联电容器容量
cosb=0.9; %设定风机的初始功率因数为0.9
Ue=0.69; %机端电压
%下面进行分层前推回代法潮流计算
V=ones(n,1); %节点电压
J=zeros(n,1); %支路电流
k=1; %记录迭代次数
V0=zeros(n,1);
t=0;
init1=NodeM(node1,2);
init2=NodeM(node2,2);
while(max(abs(V-V0))>1e-3) %判断收敛性(收敛精度设为1e-6)
NodeM(node1,2)=init1;
NodeM(node2,2)=init2;
V0=V; %记录上一次迭代的电压值
%第一个风机节点
SN1=r2*((abs(V(node1,1))*Ue)^2-sqrt((abs(V(node1,1))*Ue)^4-4*x3^2*Pe^2))/(2*Pe*x3^2);
Q1=([r2^2+x3*(xm+x3)*SN1^2]*Pe/(SN1*r2*xm))/Sb;
cos1=Pe/sqrt(Pe^2+(Q1*Sb)^2);
Qc1=Pe*(sqrt(1/(cos1^2)-1)-sqrt(1/(cosb^2)-1))/Sb; %并联电容器组无功补偿(nc为并联电容器的组数)
nc1=fix(Qc1*Sb/Qunit);
Qz1=nc1*Qunit*(abs(V(node1,1))^2)/Sb;
cosc1=Pe/sqrt(Pe^2+((Q1-Qz1)*Sb)^2); %补偿后风机的功率因数(要求在0.9-1.0之间)
%第二个风机节点
SN2=r2*((abs(V(node2,1))*Ue)^2-sqrt((abs(V(node2,1))*Ue)^4-4*x3^2*Pe^2))/(2*Pe*x3^2);
Q2=([r2^2+x3*(xm+x3)*SN1^2]*Pe/(SN2*r2*xm))/Sb;
cos2=Pe/sqrt(Pe^2+(Q2*Sb)^2);
Qc2=Pe*(sqrt(1/(cos2^2)-1)-sqrt(1/(cosb^2)-1))/Sb; %并联电容器组无功补偿(nc为并联电容器的组数)
nc2=fix(Qc2*Sb/Qunit);
Qz2=nc2*Qunit*(abs(V(node2,1))^2)/Sb;
cosc2=Pe/sqrt(Pe^2+((Q2-Qz2)*Sb)^2); %补偿后风机的功率因数(要求在0.9-1.0之间)
%第一个接入风机的节点无功补偿
if cosc1<0.9
nc1=nc1+1;
else
nc1=nc1-1;
end
Qz1=nc1*Qunit*(abs(V(node1,1))^2)/Sb;
cosc1=Pe/sqrt(Pe^2+((Q1-Qz1)*Sb)^2);
while(cosc1<0.9)
nc1=nc1+1;
Qz1=nc1*Qunit*(abs(V(node1,1))^2)/Sb;
cosc1=Pe/sqrt(Pe^2+((Q1-Qz1)*Sb)^2);
if nc1>20
disp('网络变为狭长网络,末端功率因数过低,故终止进行无功补偿')
break
end
end
NodeM(node1,2)=NodeM(node1,2)+i*(Q1-Qz1);
%第一个接入风机的节点无功补偿
if cosc2<0.9
nc2=nc2+1;
else
nc2=nc2-1;
end
Qz2=nc2*Qunit*(abs(V(node2,1))^2)/Sb;
cosc2=Pe/sqrt(Pe^2+((Q2-Qz2)*Sb)^2);
while(cosc2<0.9)
nc2=nc2+1;
Qz2=nc2*Qunit*(abs(V(node2,1))^2)/Sb;
cosc2=Pe/sqrt(Pe^2+((Q2-Qz2)*Sb)^2);
if nc2>20
disp('网络变为狭长网络,末端功率因数过低,故终止进行无功补偿')
break
end
end
NodeM(node2,2)=NodeM(node2,2)+i*(Q2-Qz2);
%1、回代求支路电流矩阵J
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