多目标配电网网架规划研究
探究多目标电网规划的分层最优化方法
探究多目标电网规划的分层最优化方法摘要：电网是电力系统运行必不可少的一部分，其输电能力对人们日常生活与经济发展都具有重要作用。
本文就多目标电网规划在智能电网的条件下存在的问题进行分析，并对基于智能电网条件下的多目标电网的规划提出参考要点，以此供各位借鉴交流。
关键词：多目标；电网规划；分层最优化；优化方法引言随着我国经济的快速发展，能源的消耗与负荷的增长在大幅上升，对电力的需求日益突出。
分布式电源DG因其清洁友好、发电方式灵活、供电可靠等特点越来越受到关注。
分布式电源接入配电网，会使得配电网的节点电压、支路潮流等发生改变，在给配电网带来许多效益的同时，也会有一些影响。
分布式电源不合理的接入位置和接入的容量会引起配电网运行成本、网损等指标出现不利的改变，所以对分布式电源的优化配置是十分必要的。
1多目标电网规划中存在的问题1.1数学模型复杂该问题可以划分为两个方面：①目标函数问题。
电网优化方面需要考虑到多个因素，如安全性、经济性，若要使两者能够起到互相促进的作用，往往会将安全性指标中能够换算为经济形式的因素，即缺点损失费，化为经济形式并直接代入到目标函数中。
从理论层面而言，该方式具有很好的可行性，然而在实际应用中却会存在一些问题，如方案研究阶段中，缺点损失费用要远远少于投资费用的占比，也导致了在进行方案优化时没能够将其置于首要位置，从而使得整个方案无法全面满足安全性和经济性的要求；②约束条件问题。
多目标电网规划中，保证安全性依然是最为重要的事情，只有在保证安全的前提下才可以考虑经济性问题，另外，需要将可靠性指标进行转变，使其成为经济形式，才可以被代入到相应的函数中进行计算，然而虽然指标众多，但真正能够在函数计算中起到作用的指标却屈指可数，这也导致了计算过程复杂、计算精度难以优化的问题出现。
1.2人员技术水平不足在输电规划工作中，除了专业人士外也有部分缺乏工作经验的人员参与。
非专业人士在面对一些问题时不能及时进行解决，对相关工作的理解程度也有限，这会使工作中的问题得不到全面有效解决，特别是在一些对技术水平要求较高的工作中，若工作人员计算结果不够准确，会导致工作无法顺利进行。
智能电网条件下的多目标输电网规划分析
智能电网条件下的多目标输电网规划分析随着电力系统的深化改革目前电力系统已经电、网分离，在与日俱增的用电量情况下如何利用智能化的电网输电规划满足群众用电要求，本文为此做了智能电网条件下的多目标输电网规划分析。
标签：智能电网;多目标;输电网规划前言随着时代的进步科技在飞速发展，电力系统深化改革以后重拾了前进的动力，在智能化的年代如何推动电力事业向前发展，本文进行了智能电网条件下的多目标输电网规划分析。
1 智能电网简述简单地说电网的人工智能化发展就是智能化电网，依靠先进的互联网为载体，运用遥感技术、仿生学、现代通信技术、互联网大数据等先进的技术融合形成的智能电网系统它的特点有以下几点：（1）智能电网对于抵抗黑客入侵过具有很好的防火墙能力。
（2）它可以智能化的切断故障线路在网络春传播中的路径，让故障不会再扩大。
（3）智能电网的运营经济实惠，节约成本可以有效的规避一些损失。
（4）对于信息数据的采集特别快捷准确。
（5）它有一种高效的融合性，可以和多种电路对接。
（6）可以智能化的和电力用户进行对话方便了使用。
2 多目标输电网规划的必要性智能电网和傳统电网的区别在于它在保证系统安全稳定的基础上，加进去了人工智能选项，它的功能要强于传统电网，在抗干扰和预测电网的输电量方面，远胜过传统电网。
现在电力系统面对市场竞争的压力，必须改进输电技术引进人工智能这个现在比较流行的，技术项目在市场竞争中采用高科技手段立于不败之地。
输电网规划必须有科学技术作为支撑，要协调好各方面的关系才可以做出比较有建设性的规划。
3 智能电网条件下多目标输电网规划中存在的问题（1）优化不彻底。
电网优化不彻底是一个突出的问题，还不如不优化了这个问题一旦形成了，就会根深蒂固的影响电力的发展。
目前问题还处在萌芽阶段一旦形成规模就不好控制，所以电力系统现在要意识到问题的严重性，要调动一切有生力量，在智能电网条件下加大管理力度，发挥高科技的作用让智能电网真正智能化，体现出现代高科技的力量。
多不确定性信息的多目标电网规划研究
关键 词 ： 多不确定性； 多 目标； 电网规 划
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ — — ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ； ｍｕ ｌ ｔ ｉ — — ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ； ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｐ ｌ ｎｎ ａ ｉ ｎ ｇ 中图分类 号 ： Ｕ ６ ６ ５ ． １ ２ 文献标识码 ： Ａ
ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｓ ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ａ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ － ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ，ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ － ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ
Ｖａ ｌ ｕｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
・３ １・
多不 确 定 性 信 息 的 多 目标 电 网规 划 研 究
10kV配电网线路网架规划分析
10kV配电网线路网架规划分析摘要：文章首先分析配电网网架规划标准，对几种典型配网网络结线方式进行分析，最后对10kV配网规划建设的提出建议，希望能够对配网运行起到积极的参考作用。
关键词：配电网；网架规划；结线方式；网架结构引言配电网是电力系统的重要组成部分,配电网网架起着输送电能的关键作用,科学合理的网架结构不仅能提高系统运行的经济性和可靠性,满足用户日益增长的负荷需求,保证供电质量,还能为配电网运营商节省大量的投资、运行和维护费用。
随着城市发展，用电负荷不断增长、配电线路逐步延伸，为了避免出现界线重叠、线路迂回，科学、合理地处理配电网建设中用地和空间之间日益突出的矛盾，以“网格”为单位开展配电网目标网架规划，更好地指导配电网规划实施、强化目标网架引领、推进现代化配电网的建设。
1 配电网网架规划标准1.1配电网结构配电网规划的设计应以安全可靠、运行方便的结构为最终目的。
应该重点关注每回 10kV线路主干线上的分段合理性，以及分段设置合理。
充分考虑各段环网之间供电可靠性及转供电能力。
10kV线路的电压在保证可靠性足够的前提下，线路上的结构其实可以相对的做简单一些。
如可以减少一些支路，同时支路上的一些配电站、开关站、电缆分接箱、等并到线路主干上来。
如果线路可靠性不够时，应该通过加强配电网的结构来增强供电可靠，线路上增设自动化分段开关，如架空线路改造为电缆供电，增设线路环网。
配电网电缆供电方式按照地区供电分区要求采用的环网结构开环或者N供一备的供电方式。
每条10kV 线可在适当的位置根据报装需求来设置对应的开关箱、分接箱等，一般来说每一个配电房开关站、电缆分接箱接入的的容量一般不要超过3000kVA。
中压架空线网供电方式一般采用多分段多联络的供电方式。
每回架空线应在合理的位置设置分段，分段数量不宜大于6，分段容量一般不应超过 3000 千伏安；联络数不应超过3。
1.2开关站、配电站10kV 配网线路上的配电站宜采用小容量、密布点、短半径的原则规划，配电变压器应布置在负荷中心。
基于多目标规划的电力系统规划问题求解研究
基于多目标规划的电力系统规划问题求解研究第一章绪论1.1 研究背景和意义随着经济的不断发展和人口的不断增加，对电力的需求量越来越大。
现代化社会的各项生产和生活活动都需要电力的支持，在这种情况下，如何制定合理的电力规划，保证电力供应的稳定，是一个极其重要的问题。
电力系统规划问题在国内外学者中受到广泛关注。
多目标规划是其中一种重要的求解方法，被运用在电力系统规划中。
本文将主要探讨的是基于多目标规划的电力系统规划问题求解方法，旨在提供一种可行的解决方案。
1.2 国内外研究现状多目标规划在电力系统规划中的应用得到了广泛的关注。
国外学者Jacques和Chari在1975年提出了多目标规划的概念，即将多个目标标准作为优化问题的输入。
在国内，中南大学的冯国龙教授等人针对电力系统规划问题的多目标决策方法提出了一种向量距离最小化法。
运用这种方法，在满足系统负荷需求的同时，还能够考虑发电成本和环境污染等因素。
另外，复旦大学的胡从理教授等人针对电力系统规划问题提出了一种改进的天牛算法。
该算法基于不同的约束条件，能够在解决多目标问题时保证较好的优化性能。
1.3 研究内容和目的本文的主要研究内容是基于多目标规划的电力系统规划问题求解方法。
通过对电力系统中各种因素的调查分析、问题归纳和数据采集以及对多目标规划算法的探究，建立一个包含各方面因素的电力系统规划模型，并提供一种基于多目标规划的求解方法，以达到更好的电力系统规划效果，保障电力系统的稳定供电。
第二章多目标规划算法基础2.1 多目标规划理论基础多目标规划是针对多个目标函数不可合并的优化问题，例如，机器学习领域中的分类、聚类或预测，以及电力系统规划领域中的优化问题等。
它是一种特殊的线性规划，以最小化或最大化多个目标函数作为优化目标，即：最小化f1(x),f2(x),…,fm(x)最大化g1(x),g2(x),…,gn(x)其中x是n维决策向量，f1(x),f2(x),…,fm(x)是m个约束条件，g1(x),g2(x),…,gn(x)是n个优化目标函数。
智能电网条件下的多目标输电网规划
智能电网条件下的多目标输电网规划摘要：随着国家发展新能源规划的即将出台,国家建设智能化电网步伐加快，以容纳更多的新能源发电输入和接出。
有效的多目标输电网规划能够实现系统的可靠性、适应性以及灵活性。
本文重点探讨了智能电网条件下的多目标输电网规划方法。
关键词：智能电网；多目标；分布式一、智能电网及其规划目标智能电网又被称为是未来电网，它是将一些先进的技术以及电网基础设施集成一种新型的电网，是电网更加的安全、可靠、经济、高效。
智能电网所利用的技术都是一些比较复杂、先进的技术，比如监督技术、信息技术、通信技术以及感应技术等，通过这些技术的相互作用与联系，提高电网运行效率并支持客户端广泛的附加服务。
智能电网的提出，是对我国现有电网建设发展、提高供电可靠性的延续与升华，其主要包括四个方面的内容：对各级电网进行灵活的配置，并使其能够协调发展；使得各类新能源、清洁能源能够快速灵活的接入；提供更加安全、清洁、可靠以及经济上能够承担的电力给客户；为特殊客户提供定制的电力。
智能电网的规划目标主要是使得电网能够在安全的环境下稳定的运行；使得分布式电源能够得到合理有效的利用；使得电网资产的利用率得以提高；使得用户用电的效率、可靠性以及电能的质量得到提高。
二、智能电网条件下的多目标输电网规划方法（一）传统的逐步倒推法和逐步扩展法这种规划方法主要是满足经济性，将规划的成本放在第一位，而电网的可靠性和实用性则在后期才进行校验。
这种规划的方法虽然使用得较多，但是却无法同时满足经济性和可靠性，所以不是一种最优的规划方式。
要想使电网的规划最优化，就要在电网的设计上同时满足可靠性和经济性，也只有这样才能基本上满足未来发展的需求，也对电力企业的市场竞争力有提升作用。
（二）满足可靠性的规划方法这类方法主要是以电网规划的可靠性为目标，结合一定的规划技术，进行设计。
结合电力传输过程的能量大小以及电网的传输能力、负荷的消减来进行规划，它借用启发式，制定负荷可靠性原则的规划方案。
考虑新能源接入的供电局配电网规划研究
考虑新能源接入的供电局配电网规划研究摘要：随着新能源的大规模并网接入和用电负荷的日益增长，对已有的供电局配电网络提出了新的挑战。
本文针对新能源大规模接入对供电局配电网规划做了深入研究。
希望本文为实际供电局配电网络的规划提供了理论指导和参考。
关键词：新能源接入；供电局配电网规划；多目标优化；混合整数非线性规划；储能设备配置。
引言随着社会经济的发展以及环保要求的提高，新能源的运用越来越广泛，新能源的高效利用及其对环境的影响成为众多研究者关注的焦点。
新能源并网接入对电网设计和运行带来了新的要求，电网要能适应新能源的插入，并保证供电可靠性。
因此，关于如何有效规划和设计配电网络，使其既能满足未来用电需求，又能接入大规模的新能源发电设备，成为当今电力系统研究的重要问题。
1、新能源并网接入的影响和挑战随着经济社会的快速发展，新能源的利用越来越受到国际社会的重视和推崇。
如风能、太阳能、生物能等新能源不断涌现出来，并尝试并入市电网，不仅满足了社会的基本电力需求，还推动了科技进步和环保事业的发展。
新能源的并入市电网并非易事，既带来了机遇也带来了挑战。
新能源并网接入对配电网络的影响体现在多个方面。
新能源的接入对原有配电网的无功电力、频率和电压等方面度都会产生影响。
特别是在新能源并网接入比例较高的情况下，配电网的稳定性和可靠性是未知数，需要通过科学的计划和管理来克服。
新能源并网接入的挑战也相当重大。
新能源的产量受天气状况等自然因素的影响，存在很大的不确定性。
如何处理新能源并网接入带来的电力波动问题，维持配电网的稳定运行，是当前面临的一个重要问题。
配电网原有的保护装置和运行机制可能无法适应新能源的并网接入，如何科学配置和管理，也是一个严峻挑战。
但要看到，尽管新能源并网接入带来诸多挑战，但其收益也是显而易见的。
如环保减排、资源多元化、科技进步等，这些都激励着大家去研究和解决新能源并网接入的问题。
2、多目标优化的配电网规划方法研究配电网规划的一个重要环节就是如何合理、有效地采用多目标优化方法。
基于帕累托最优的配电网多目标规划_盛四清
Ｉ ｉ 条线路的负荷电流 ； Ｉ ｉ 为流过第 ｉ ｍ ａ ｘ为第ｉ 条线路 的最大允许电流 ； Ｄ４ 为所有变电站的集合 ； Ｄ５ 为一 个方案中所有线路的集合 。
此外还应满足配电网网络的连通性约束和辐射 状约束 。
３ 决策向量的生成与网络修复
３． １ 编码方式 本文采用逐线编码的方式生成线路决策向量 其每一位对应一条 特 定 的 线 路 ， 使 用 ０－ ｘ， １变量表 示该线路在网络中是否存在 。 在利用智能算法对模 型求解的过程 中 ， ｘ 所对应的配电网规划方案中可
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ ３ ２ ０ １ ４ ０ ７ ０ ３ ０ ２ ０ １ － － － －
） ， 有 对于一个多属性极小值问题 （ １ ＭＯ Ｐ ， ， …， ］ Ｆ＝ ［ ｘ） ｘ） ｘ） ｍ ｉ ｎ ｆ ｆ ｆ １（ ２（ ｎ（ 烄 ） …， １ ２， ｓ ． ｔ ｘ）＝ ０ ｉ ＝ １， Ｋ （ ． ｇ ｉ（ 烅 …， ｘ）≤ ０ Ｒ ２， ｈ ｊ ＝ １， ｊ（ 烆 ； 式中 ： 为 解 空 中 的 解 为 目 标函数向 间 向 量 ｘ Ｅ Ｆ 为一般形式的等 量； ｎ 为子目 标 函 数 的 个 数 ； ｘ） ｇ ｉ（ 为 一 般 形 式 的 不 等 式 约 束 条 件； 式约 束 条 件 ； ｈ ｘ） ｊ（
图 １ 网络层次示意图 ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｈ ｉ ｅ ｒ ａ ｒ ｃ ｈ Ｆ ｉ ． １ Ｎ ｇ ｙ ｇ
在实际配电网中 ， 变电站所带的层数越多 ， 其主 馈线所串接的节点 也 就 越 多 ， 某个网络故障可能的 影响范围也就越大 ； 在负荷增长时 ， 过多的层数也容 易导致网损过快增 长 ， 造成末端节点电压较大程度 的下降 。Ｃ 将馈线所串接 ｒ ｉ ｓ ｋ综 合 考 虑 了 以 上 因 素 ， 节点数与负荷的大 小 统 一 起 来 ， 其值越小配电网的 结构也就越合理 ， 可扩展性也就越好 。 考虑配电网的实际情况 ， 模型的约束条件为 ：
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多目标配电网网架规划研究
配电网网架规划既要考虑经济性要求，又要考虑可靠性要求，两者是对立矛
盾的，因而文章将一种模糊多目标规划方法应用到配电网网架规划中。综合配电
网的经济性和可靠性两者要求为目标来规划配电网网架结构。算例仿真表明多目
标网架规划考虑经济性和可靠性之间的对立和协调，使得两者之间的公共满意度
最大化，因而得到了最佳网架结构。
标签：网架规划；多目标；模糊满意；蚁群算法
1 引言
本文应用一种多目标模型和算法于配电网网架规划中。该算法同时考虑经济
性和可靠性两方面的要求，应用一种模糊满意的方法，最终最大化实现配电网的
经济性和可靠性指标的公共满意度，使得两者之间的矛盾最小化。
2 网架规划模型
本文同时考虑经济性和可靠性两大要求，经济性要求通常为网络的建设运行
费用和损耗费用。可靠性要求为系统的缺电损失费用，两者的计算公式如下：
（1）
（2）
上式（1）中L为n维決策量，代表优化的解，li是L的元素，当线路i被
选中架设时li=1，否则li=0。Cl=？着l+？茁l，？着l是线路投资回收率，？茁
l是设备折旧维修率；CLP为该条架设线路单位长度的投资费用；Li指的是线路
i的长度；Cp是电价（元/kW·h）；？驻P是整个系统总的网络损耗（kW）；？子
m指相应的年最大损耗时间（h）。Rbenefit指的是停电损失。
这里用？啄1（e1）和？啄2（e2）分别代表经济性要求和可靠性要求接近
其最佳情况的程度。上述模型可转化成下列模型：
（3）
（4）
式中，？孜为两者的公共模糊满意度。
3 求解网架规划模型
本文基于蚁群算法来解决配电网网架规划问题，针对配电网的树性特点，使
蚁群的一次游程以某种随机策略形成一个辐射网（即一个网架规划方案）。
本文利用集合的概念进行求解：Ant表示t时刻第n只蚂蚁连入辐射型网络
的节点集合；Bnt表示t时刻第n只蚂蚁未连入辐射型网络的节点集合；Cn0表
示t=0时刻所有待建线路的集合；Dnt表示t时刻与连入网络的节点相连的属于
集合Cn0的边的集合，即可以选择作为下一步待建边的集合；变电站和负荷统
称为节点；一条线路表示两个节点间的电气连接。边包括已建线路和待建线路两
种。待建边j（j=1，2，…，m）上有两个权值，其中一个权值Cj是线路的费用；
另一个权值？子j指的是边j上的信息素。
在每次游历过程中，蚂蚁n都是从t=0时刻出发。蚂蚁n在t时刻先以随机
概率从集合Ant中选择线路然后更新两节点集合，同时更新其他几个集合。重复
执行上述过程，直到所有的负荷节点都被连入辐射性网络。
4 算例分析
本文采用IEEE经典算例中其中的单电源规划算例]进行分析，所用算例为一
个具有10个负荷点，1个变电站的系统。如图1所示，S1为己经存在的变电站，
虚线表示可选的待建馈线。
由于变电站的供电范围已确定，所以需要对算例中的S1变电站的网架结构
进行规划，分别以经济性、可靠性和两者综合最优为目标进行规划，结果图分别
如图2、图3和图4，费用结果如下表所示：
表1 不同目标时的网架规划结果
不同目标要求时候的配电网网架规划，单目标规划时候只能最大程度上的改
善其中的一个目标，而另一指标不可避免的就会有所增加，只有在多目标规划的
时候，才能得到两者的综合最优，使得经济性和可靠性都能得到相对满意的结果，
同时也会降低总费用。
5 结束语
将多目标模型应用到配电网网架规划中，选择应用蚁群算法这种智能优化算
法来进行优化。通过不同目标时候配电网网架规划方案的比较分析表明本文的多
目标规划能够得到更好的效果。
参考文献
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作者简介：解大琴，女，1982年生，上海工程技术大学高职学院讲师，主
要研究方向为配电网规划，智能算法