1.一种基于改进蚁群算法的智能配电网自愈方法,其步骤为:
步骤一、获取当前需要重构的配电网的初始数据,包括配电网中支路的数目Nb,支路电阻值Ri,支路电流Ii,节点电压Ui,支路开关开合状态,支路有功功率Pi和无功功率Qi;
步骤二、初始化配电网故障恢复的环境信息;具体为:设置各个节点上的方向性信息素值为0,各条支路上的信息素值τij(t)=const,其中const为一个常数;探索率ε=N,N为一整数;设置最大迭代次数为Ncmax,初始时刻Δτij(0)=0,将m只蚂蚁随机放到n个配电网节点上;
步骤三、依据蚁群算法和最小生成树理论生成多个辐射网络;具体过程为:
(1)产生一个在0~n之间的随机数,若随机数大于探索率ε,则蚂蚁k根据Pk(t)从集合Ek(t)中选择边j(s-w),反之,则随机从集合Ek(t)中选择一条边;
(2)判断集合Ek(t)中是否存在到节点w的边,若存在则断开j,返回步骤(1),否则执行步骤(3);
(3)更新节点集合Wk(t),将w节点从集合Wk(t)移动到Sk(t),即Wk(t+1)=Wk(t)-{w},Sk(t+1)=Sk(t)+{w};
(4)检查集合Wk(t)是否为空,若为空,则表示所有的负荷节点已经被连入生成树,结束,否则执行步骤(5);
(5)更新集合Ek(t),将边j从集合Ek(t)中移除,并将集合Ak(t)加入到集合Ek(t)中,即Ek(t+1)=Ek(t)+Ak(t)-{j},跳转到步骤(1);
上述过程中,Sk(t)表示第k只蚂蚁在t时刻连入树的节点的集合;Wk(t)表示第k只蚂蚁在t时刻没有连入树的节点集合;Ek(t)表示t时刻在集合之间所有的可选路径的集合;Pk(t)表示第k只蚂蚁在t时刻进入某一路径的概率;Ak(t)表示在t时刻可在集合Ek(t)中加入的新的可选边的集合;s-w表示从节点s到节点w的一条边,s和w分别为边的顶点;
第k只蚂蚁在t时刻进入某一路径的概率为:
式中:allowedk为允许值阈;τij为普通信息素; 为方向性信息素;ηij为启发式因子;α表示蚂蚁在运动过程中所积累的信息在蚂蚁运动时所起的作用;β表示蚂蚁在运动过程中启发信息在蚂蚁选择路径中的受重视程度;γ表示方向信息素对蚂蚁在路径选择时的影响;
步骤四、根据步骤一所得配电网初始数据,计算步骤三形成的多个辐射网络的网损值,并选取本次迭代中所有蚂蚁形成的路径中具有最小网损值的一条进行方向性信息素更新;
方向性信息素的更新规则为:
式中: 为本次迭代中,所有蚂蚁形成的辐射网络中的最小网损值;Q'为方向信息素的浓度;Rij为支路(i,j)上的电阻; 为在更新之前当前支路上的方向性信息素值;
步骤五、重复步骤三和四以完成下一次迭代,依次循环,直至完成最大迭代次数Ncmax。