基于多策略改進的遺傳算法在配電網規劃中運用分析

陳劍輝

摘 要：本文簡略闡述了配電網規劃的內容和特點，并結合實際情況對多策略改進遺傳算法性能及其配網規劃進行了詳細分析，旨在為相關研究人員提供參考，進而切實展現出多策略改進遺傳算法的優勢作用，不斷提高配電網規劃的實際成效。

關鍵詞：多策略改進;遺傳算法;配電網規劃

引言：近些年來，我國電力行業整體實現了進一步的發展，但從其具體發展情況來看，其在配電網規劃方面依然存在著一定的不利因素，基于此有必要立足于多策略改進的遺傳算法對其未來的優化展開更為深入的探討。

1配電網規劃的內容及特點

1.1內容

配電網主要由三部分所構成，分別為高壓、中壓以及低壓，通常情況下來說，在實際開展配電網系統規劃工作的過程中，應當針對饋線、中壓變電站以及自輸電系統幾個系統的費用展開綜合考慮，盡可能保障其平衡性以及協調性。由此可見，在針對配電網規劃進行研究時主要是進行短期和長期的配電網規劃以及空間負荷預測工作。在配電網規劃的要求下，負荷預測既要能夠實現對于負荷增長量的準確預測，同時還要能夠科學預測未來負荷的實際增長位置。對于配電網規劃來說，負荷預測是其至關重要的基礎工作，該工作的精確性和有效性對于未來配電網規劃的實際成效有著重要影響。現階段我國逐漸加強了對于負荷預測技術的重視，以期提高配電網規劃效果。負荷預測是配電網長期規劃的必要條件，結合系統未來的長效發展來看，相關工作人員需要針對城市用電的具體情況展開更加詳細全面的分析工作，對相應的送電范圍以及電壓等級等發展戰略進行確定，一般來說其時間范圍應當在10年以上。長期的配電網規劃工作需要先對新站建設的實際容量、具體時間以及位置等進行初步明確，同時還要仔細了解舊站擴容的步驟。而對于短期規劃來說，其則主要是針對變電站下游的系統展開相應的規劃以及決策工作，具體包括饋線結構以及具體類型的呢過等，其時間范圍基本上維持在6-19年范圍之內[1]。

1.2特點

從實際情況來看，配電網規劃工作本身有著相對較強的復雜性，具體體現在以下幾方面。

其一，其具有突出的多目標性，針對一個電力網絡而言，其不僅要能夠最大限度減少其投資費用，還應當充分滿足其在環境保護、減少占地面積以及應用可靠等多方面要求，這便導致其在實際進行配電網規劃的過程中始終面臨著多個目標綜合衡量的要求。

其二，對于配電網來說，其無論是在建設還是運行方面都有著相對復雜的特點，其中所涉及到的步驟和環節比較多，具體來看，在進行線路建設過程中，工作人員需要加強對于線路走徑、中間節點以及分支節點等方面規劃的綜合考慮，深層次探究應當如何在模型中對上述各種復雜的問題進行充分完整的反映。

其三則是非線性的特點，從本質上來看，電力系統本身便是一個非線性系統，可以針對那些非線性問題進行線性化處理，這樣便能夠在原有的基礎上促進其復雜度的降低，接下來再通過迭代以及逼近等方式的應用實現求解，同時還能夠使用其它智能算法對其展開計算工作。

其四，配電網規劃有著較強的整數性，這使得是與不是之間并沒有一個過渡的階段，進而導致其呈現出了強烈的不連續特征，在極大程度上增加了后續分析以及處理工作的復雜程度，這導致工作人員難以通過導數概念的應用實現對于相關狀態點周圍實際性態的有效推測。結合當前該領域的實際情況來看，依然在使用枚舉進行整數性處理，與此同時，工作人員所進行的改進以及創新都是以提升枚舉效率為目的。

其五，配電網具有強烈的不確定性，工作人員都需要基于預測數值，明確未來的發電量、線路投資費用以及負荷等，但其并不能夠保障其準確性，在社會經濟不斷發展階段始終面臨著諸多的不穩定因素，增加了配電網規劃和建設的不確定性。

其六則為多階段性，相關工作人員在進行配電網規劃時應當盡量減少盲目性以及短視性，盡可能從全局的角度和長遠的眼光著手針對電網的科學布局進行綜合分析，全面了解目前規劃設計和相關待選線路會對后續各個規劃階段產生何種影響[2]。

2多策略改進遺傳算法性能分析及其配網規劃

2.1性能分析

2.1.1數學性能

為了能夠進一步探究多策略改進遺傳算法本身所具有的計算能力和效率，本文主要采用了兩組函數開展相應的性能分析工作，第一組函數的數學表達式如下：

該函數的三維圖和等高線圖如圖1所示。

采用多策略改進遺傳算法的方式對該函數的極大值進行求取，最終獲得相應的計算結果，結合實際來看，第一次迭代運算所獲得結果整體有著無序擴散的特點，而在不斷增加迭代次數的過程中，函數也會逐漸向收斂狀態進行演變。本文所闡述的改進遺傳算法能夠在充分保障計算精度的基礎上進一步促進計算效率的提升，進而充分展現出其在配電網規劃方面的實質性作用。

第二組是Griewank函數，該函數的數學表達式如下：

該函數在定義域內存在著相應的極大和極小值點，靈活使用多策略改進遺傳算法能夠實現對于該函數極大值的精確求取。立足于具體情況進行分析能夠發現，由于其極值點數量相對較多，所以其每一次的搜索結果都可能存在一定的差異性。結合計算實際情況可知，當函數第50次迭代計算時，改進遺傳算法會展現出逐漸收斂的趨勢。

2.1.2算例性能

在配電網規劃中使用多策略改進遺傳算法，所選用目標配電網是10kV中壓配電網。為了能夠為后續的計算工作提供方便條件，假設節點接入的電源容量并不會比起負荷量要大，而愛整體的系統中，其分布式電源的總量也會超過負荷總容量的20%。結合本算例來看，與傳統的遺傳算法相比，本文所研究的基于多策略改進遺傳算法的方式在實際應用的過程所獲得的總功耗較之以往分別于11.5和15.4%的降低，與此同時，其在系統網損費用以及運維綜合投資方面較之從前也有著28.8%以及7.3%的降低。由此可見，在配電網規劃中合理使用多策略改進算法可以進一步提升規劃成效，進而達到節約電網總運行費用的效果[3]。

2.2配網規劃

為了有效提升配網規劃的效果，筆者認為應當先增加現有的遺傳算法種群數量，這樣便能夠為并行計算創造良好的條件，進而在原有的基礎上對大規模電網的實際搜索效率進行提升。按照相應的手段可以劃分物種，并在物種之間相互作用以及多物種金華的將基礎上加速實現協同進化，與此同時，多物種引進的落實能夠為配網規劃提供多樣化的搜索思路，進而確保其最終搜索結果的科學性與合理性。除此以外，應當針對不可行解進行修復，促使其能夠實現向可行的轉化，此舉能夠在極大程度上減少資源浪費等問題，進而促進其搜索效率的進一步提升。對于配電網規劃來說，其運行和投資費用共同構成了其目標函數。但受到電網差異性的影響，運行和投資費用在規劃中所占據的比重也呈現出一定的不同。基于此可以針對目標函數進行更加科學有效的劃分，進而搭建起切實可行的生態系統。

結論：綜上所述，配電網規劃是電力行業發展的重要組成部分，是事關民生的關鍵工作，合理使用多策略改進的遺傳算法對于配電網規劃的進一步優化有著積極地促進作用。因此，相關研究人員應當加強對其的重視，進而為我國電力系統的持續平穩發展創造良好的條件。

參考文獻：

[1]黃宇新.基于單親遺傳算法的多階段主動配電網線路優化規劃模型[J].電工技術，2022（1）：49-51.

[2]劉科研，盛萬興，馬曉晨，等.基于多種群遺傳算法的分布式光伏接入配電網規劃研究[J].太陽能學報，2021，42（6）：146-155.

[3]田浩，王可慶，俞斌，等.考慮多類型負荷及風光不確定性的配電網優化規劃[J].電力系統及其自動化學報，2021，33（9）：144-150.