《基于粒子群算法的高壓配電站選址規(guī)劃探究》13000字（論文）

基于粒子群算法的高壓配電站選址規(guī)劃研究摘要隨著我國當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步快速發(fā)展和科技進(jìn)步，人們對(duì)于電力的使用和質(zhì)量的需求也越來也大，高壓配電網(wǎng)是電力供應(yīng)中的重要環(huán)節(jié)，是聯(lián)系輸電網(wǎng)和用戶的橋梁。高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃是保障后續(xù)電力建設(shè)和可靠供電的前提。高壓配電站的選址定容是城市配電網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分，是確保地區(qū)安全可靠供電重要前提工作。本文首先介紹了高壓配電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹了配電網(wǎng)規(guī)劃的流程。并對(duì)比分析了配電站選址定容的傳統(tǒng)方法和新的優(yōu)化算法，分析比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。研究分析配電站的選址定容問題，考慮了影響該問題的因素和約束條件，建立了配電站選址定容的優(yōu)化模型?；谠摳邏号潆娋W(wǎng)模型的特點(diǎn)，將粒子群算法引入到配電站選址定容優(yōu)化問題中來，并用MATLAB語言編寫相關(guān)計(jì)算程序。最后以某區(qū)域?yàn)槔?，首先根?jù)某地區(qū)規(guī)劃資料圖進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，并將規(guī)劃算法應(yīng)用于該地區(qū)的配電站選址定容優(yōu)化問題，檢驗(yàn)規(guī)劃方案的可行性。關(guān)鍵詞：高壓配電網(wǎng)，負(fù)荷預(yù)測(cè)，配電站選址定容，粒子群算法目錄TOC\o"1-3"\h\u219461緒論 緒論1.1研究背景和意義由于受疫情的影響，多國的經(jīng)濟(jì)情況受到了嚴(yán)重的影響。而我國防疫措施的及時(shí)采取，我國人均經(jīng)濟(jì)水平反而呈上升之勢(shì)。為了維持快速增長的經(jīng)濟(jì)，充足穩(wěn)定可靠的電力供給是必不可少的。我國配電網(wǎng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展和建設(shè)，已經(jīng)基本上解決了全國性的電力供應(yīng)不足問題。但我國依舊存在著社會(huì)發(fā)展不平衡不充分的問題，導(dǎo)致滿足不了人們對(duì)于美好生活的需要。在一些老舊城區(qū)或者新規(guī)劃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)特區(qū)或城市，配電網(wǎng)建設(shè)刻不容緩。老舊城區(qū)為了滿足隨著科技發(fā)展和生活水平的提升而帶來的巨大的用電需求，需要重新規(guī)劃和改造舊有的配電網(wǎng)體系。而新規(guī)劃的特區(qū)和城市則需要展望未來的發(fā)展和需求，提前規(guī)劃和建設(shè)好城市配電網(wǎng)，使其與城市的飛速發(fā)展接軌。在電力網(wǎng)中，用于分配電能的網(wǎng)絡(luò)叫做配電網(wǎng)，一般是電力系統(tǒng)經(jīng)過二次降壓變壓器低壓側(cè)經(jīng)過變換后向用戶供給電力的網(wǎng)絡(luò)[1]。電力系統(tǒng)共分為四個(gè)部分，按順序有發(fā)電部分、變電部分、輸電部分以及配電部分。配電網(wǎng)直接與輸電網(wǎng)以及電力負(fù)荷相連，按照負(fù)荷的需要分配電能，這就需要采用電纜配電線路或者架空線路、柱上降壓變壓器或配電所等裝置把電能在配電網(wǎng)中輸送給每個(gè)用戶[2]。配電網(wǎng)規(guī)劃包括空間負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電站容量優(yōu)化、配電站選址優(yōu)化和配電網(wǎng)優(yōu)化，因此配電網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)內(nèi)容復(fù)雜繁瑣且工程量巨大的項(xiàng)目。其中，對(duì)配電站站址和容量的規(guī)劃的合理性影響著配電網(wǎng)整體長遠(yuǎn)的發(fā)展計(jì)劃工作的進(jìn)行。配電站在配電網(wǎng)中采用分級(jí)的方式對(duì)負(fù)荷區(qū)域進(jìn)行供電，同時(shí)也是調(diào)整電壓等級(jí)的重要場(chǎng)所，因此，配電站是上級(jí)電站的用電負(fù)荷點(diǎn)，同時(shí)也是下級(jí)電站的供電點(diǎn)。由于配電站擁有連接起上下級(jí)電廠的特性，配電站的選址規(guī)劃的優(yōu)良與否也決定了電力系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，能否很好地抵抗外界的干擾。而且根據(jù)相關(guān)法規(guī)的規(guī)定，為了防止配電站的饋線過長，使得線路的損耗升高，電能質(zhì)量下降，配電站的位置要盡量靠近負(fù)荷中心。而供電饋線的分布也會(huì)受到配電站選址位置的影響，不合理的選址會(huì)增加供電饋線的線路長度，直接影響到下級(jí)輸電系統(tǒng)的規(guī)劃成本，導(dǎo)致電力企業(yè)所獲得的生產(chǎn)成果的減少；同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致架空輸電線路的路徑所占用的土地面積和空間區(qū)域設(shè)計(jì)不合理，對(duì)未來配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建設(shè)產(chǎn)生不利影響。因此，配電站的選址定容工作的合理性，將會(huì)直接影響到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性，和配電網(wǎng)方案規(guī)劃的擬定和執(zhí)行，以及電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。在已經(jīng)步入計(jì)算機(jī)信息時(shí)代的今天，采用更高效、更前沿的手段解決配電站選址和容量的基本優(yōu)化問題，不僅可以為電力企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效果和利益，而且可以提高未來供應(yīng)的電力的質(zhì)量和增強(qiáng)電力系統(tǒng)的可靠性，具有更長遠(yuǎn)的社會(huì)效益。另外，電力產(chǎn)業(yè)作為國家的支柱型產(chǎn)業(yè)，適應(yīng)時(shí)代潮流，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的現(xiàn)代化、科學(xué)化，提高產(chǎn)業(yè)效率和效益，推動(dòng)和適應(yīng)社會(huì)的高速發(fā)展，擁有更大的意義和責(zé)任。1.2高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的流程配電網(wǎng)規(guī)劃包括短期規(guī)劃、中期規(guī)劃和長期規(guī)劃三種，短期規(guī)劃一般只考慮近1-3年的電力發(fā)展和城市用電計(jì)劃；中期規(guī)劃則是指3-12年的電力發(fā)展規(guī)劃，一般來說是長期規(guī)劃的一部分；長期規(guī)劃則是指12年或者往后更長時(shí)間的電力發(fā)展規(guī)劃計(jì)劃。高壓配電網(wǎng)規(guī)劃大體分為如下四步[3]：原始數(shù)據(jù)資料收集整理由于我國配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其配電裝置種類較多。負(fù)荷預(yù)測(cè)和配電站建造布局中需要考慮大量的相關(guān)因素等等，需要全面完善的考慮規(guī)劃問題，通過分析相關(guān)數(shù)據(jù)，找出規(guī)劃方案可能存在的缺陷，為之后的配電網(wǎng)規(guī)劃提供問題補(bǔ)充和方案彌補(bǔ)。我們可以采用層次分析法等數(shù)據(jù)分析方法對(duì)相關(guān)因素決定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)，保證規(guī)劃數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最終確定影響配電網(wǎng)規(guī)劃的決定性數(shù)據(jù)，分析配電網(wǎng)的綜合性能。候選規(guī)劃方案的確定在此過程中，首先要查詢和分析當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)配電網(wǎng)的運(yùn)行情況、網(wǎng)架構(gòu)成、供電區(qū)域等，根據(jù)實(shí)際地點(diǎn)的要求規(guī)定來確定電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)原理，以確保配電網(wǎng)規(guī)劃符合實(shí)際要求，同時(shí)考慮歷史負(fù)荷規(guī)劃，經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)和地方建設(shè)計(jì)劃，預(yù)測(cè)負(fù)荷分布，以指導(dǎo)電網(wǎng)的規(guī)劃工作。在此基礎(chǔ)上，完成了備選配電網(wǎng)的電網(wǎng)規(guī)劃，包括確定主變壓器數(shù)量和容量、配電站位置和數(shù)量及每個(gè)配電站所對(duì)應(yīng)的供電范圍等。除此之外，降低系統(tǒng)之中的功率損耗可以使電力系統(tǒng)的無功功率得到優(yōu)化，從而使輸出電能的質(zhì)量得到提高，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。投資估算及性能評(píng)價(jià)根據(jù)各規(guī)劃方案的建設(shè)規(guī)模和地理位置選擇，估算投資水平，完備周密的對(duì)比不同方案的供電質(zhì)量的高低、穩(wěn)定性，站址建造所消耗的資金和后續(xù)站址所處位置的安全性。配電網(wǎng)最佳規(guī)劃方案的確定依據(jù)不同的候選規(guī)劃方案的投資金額和總體的性能評(píng)估報(bào)告，選擇各方面數(shù)據(jù)指標(biāo)均優(yōu)良的規(guī)劃方案作為最終方案。該方案必須密切配合輸電網(wǎng)的規(guī)劃方案，滿足電網(wǎng)運(yùn)行和管理的相關(guān)要求。1.2.2選址定容的尋優(yōu)方法電網(wǎng)規(guī)劃中有著大量的不確定和隨機(jī)變化的因素，難以用確定的數(shù)學(xué)模型去定量定性的描述分析，多數(shù)情況是靠著參與規(guī)劃的工作人員豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)來完成規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作，這便導(dǎo)致了電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)性嚴(yán)重不足。由于土地使用規(guī)劃和電力負(fù)荷波動(dòng)等不確定的因素，也導(dǎo)致配電站選址存在著巨大的不確定性。而配電站站址和優(yōu)化目標(biāo)之間存在的非線性相關(guān)的關(guān)系，使得傳統(tǒng)的選址優(yōu)化處理方式在使用時(shí)人為因素造成的影響會(huì)占很大一部分，規(guī)劃的科學(xué)性和最優(yōu)性很難保證。因此將先進(jìn)的已經(jīng)得到驗(yàn)證和實(shí)踐的科學(xué)方法和理論應(yīng)用到變電站規(guī)劃中，不僅能保證規(guī)劃的科學(xué)性和最優(yōu)性，也能大大緩和相關(guān)從業(yè)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著人們?cè)诂F(xiàn)代智能算法方面的不斷探索和研究，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了大批的專家將尋優(yōu)算法應(yīng)用于配電站選址定容優(yōu)化方面的實(shí)際規(guī)劃工作之中。模糊規(guī)劃電網(wǎng)規(guī)劃與優(yōu)化是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問題，需要考慮環(huán)境因素、可靠性、投資運(yùn)行成本等諸多因素，而電網(wǎng)規(guī)劃中存在著區(qū)域負(fù)荷波動(dòng)等不確定因素，使得電網(wǎng)規(guī)劃更加復(fù)雜和難以量化。模糊規(guī)劃采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)理論來處理模糊問題，更適合解決多目標(biāo)優(yōu)化和不同維度、不同沖突的綜合評(píng)價(jià)問題。文獻(xiàn)[4]將電網(wǎng)中的諸多不確定因素用模糊規(guī)劃進(jìn)行建模，并用某節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，確定其可行性。 （2）模擬退火算法模擬退火算法屬于隨機(jī)搜索技術(shù)[5]，這種算法把組合優(yōu)化問題以及熱平衡問題作出類比，模仿較高溫度下的有一定體制和形狀的物質(zhì)退火的過程，依據(jù)Metropolis準(zhǔn)則，擺脫局部最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)解[6]，這種算法適用于解決大規(guī)模組合優(yōu)化問題。文獻(xiàn)[7]將該算法與支路交換法相結(jié)合，應(yīng)用于配電網(wǎng)的規(guī)劃，并且排除了初始解對(duì)于最終解的影響，有很強(qiáng)的實(shí)用性。（3）遺傳算法遺傳算法屬于進(jìn)化計(jì)算方法，應(yīng)用范圍寬泛。這種算法借鑒了自然進(jìn)化學(xué)說以及遺傳學(xué)中的變異學(xué)說，通過模仿自然界生物進(jìn)化的制度和流程來實(shí)現(xiàn)相關(guān)問題答案的獲取。然而，遺傳算法還具有諸如當(dāng)計(jì)算速度慢時(shí)會(huì)收斂到局部最優(yōu)解的缺點(diǎn)[8]。文獻(xiàn)[9]在遺傳算法的基礎(chǔ)上又引進(jìn)了交替定位分配法，在遺傳算子后又加入了LA算子通過對(duì)算例的計(jì)算分析，證明了該方法的有效性。（4）蟻群算法蟻群算法是一種新型的生物危害優(yōu)化算法。該算法根據(jù)螞蟻群的食物搜索機(jī)制構(gòu)造一定數(shù)量的人工螞蟻。每只人工螞蟻都會(huì)根據(jù)路徑上的激素強(qiáng)度選擇路徑，并在所選路徑上留下一定量的激素。全部的螞蟻都進(jìn)行搜索后，螞蟻群算法可以找到全局更新激素水平的最佳途徑。迭代之后，大多數(shù)螞蟻?zhàn)罱K將沿著相同的路徑完成搜索，那就是最好的道路[10]。文獻(xiàn)[11]在配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃問題上采用了蟻群算法，對(duì)以年綜合成本和超載懲罰成本之和最小作為目的函數(shù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了最優(yōu)答案的尋找，證明了這種算法的可靠性和實(shí)用性。文獻(xiàn)[12]將擁有全局優(yōu)化能力的禁忌搜索算法和具有良好的局部搜索性能的蟻群算法運(yùn)用于配電網(wǎng)規(guī)劃之中，使求解的效果得到了進(jìn)一步提升。實(shí)際應(yīng)用表明，該算法的效率和尋優(yōu)求得的解的效果均優(yōu)于當(dāng)時(shí)已有的其它啟發(fā)式優(yōu)化算法。它符合求解約束問題的要求，具有廣泛的應(yīng)用前景。（5）螢火蟲算法螢火蟲算法是一種基于群體智能的隨機(jī)優(yōu)化算法，它將若干螢火蟲分散在有限的解空間中，他們的亮度和自身所在的位置上的目標(biāo)值有關(guān)，它們之間互相吸引并朝著更亮的螢火蟲所在的位置移動(dòng)，通過調(diào)整搜索的半徑最終聚集到多個(gè)位置點(diǎn)上，獲得極值點(diǎn)[13]。文獻(xiàn)[14]通過優(yōu)化方差參數(shù)，改進(jìn)了FA算法，讓其可以跳出局部最優(yōu)，并且將改進(jìn)后的算法結(jié)合全壽命周期理論給出了配電站選址定容優(yōu)化模型的新的求解流程。并與其他方案進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了新模型所具有的有效性和優(yōu)越性。1.3本文工作本文主要針對(duì)高壓配電站選址定容優(yōu)化問題進(jìn)行研究，論文所做的主要工作如下：查閱高壓配電網(wǎng)規(guī)劃以及配電站選址定容相關(guān)的文獻(xiàn)，介紹了配電網(wǎng)規(guī)劃的流程。并對(duì)比分析了配電站選址定容的傳統(tǒng)方法和新的優(yōu)化算法，分析比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)；研究分析配電站的選址定容問題，介紹了所需要準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)計(jì)算的方法，考慮了影響該問題的因素和約束條件，建立了配電站選址定容的優(yōu)化模型；基于該高壓配電網(wǎng)模型的特點(diǎn)，將粒子群算法與配電站選址定容問題相結(jié)合，將粒子看成是配電站站址的二維平面位置坐標(biāo)，尋找配電站的最優(yōu)位置，計(jì)算求解的過程用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)；以某區(qū)域?yàn)槔?，根?jù)某地區(qū)規(guī)劃資料圖進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，并將規(guī)劃算法應(yīng)用于該地區(qū)的配電站選址定容優(yōu)化問題，檢驗(yàn)規(guī)劃方案的可行性。。2高壓配電站選址定容的原則和數(shù)學(xué)模型2.1配電站選址的原則配電站選擇地點(diǎn)的方案應(yīng)考慮規(guī)劃區(qū)域的電網(wǎng)長遠(yuǎn)規(guī)劃發(fā)展，符合城市的未來發(fā)展。具體需要考慮的部分有是否符合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、是否與負(fù)荷分布相匹配、是否處于交通運(yùn)輸方便的地帶、是否處于安全的地理環(huán)境、是否出線廊道的布線要求等等。只要配電站的站址選取符合規(guī)定要求，就可以在節(jié)約建設(shè)成本的同時(shí)，減少電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的損耗，增強(qiáng)了管理、運(yùn)行電網(wǎng)和調(diào)度電力的效率。配電站的選址有著如下幾點(diǎn)原則：接近負(fù)荷中心。我們依照負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，規(guī)劃出地區(qū)的負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和用電負(fù)荷量等相關(guān)數(shù)據(jù)后，應(yīng)可能考慮將配電站的地址放置于接近負(fù)荷中心的位置，以減少出線的距離、損耗以及在出線上出現(xiàn)故障時(shí)檢修的資源浪費(fèi)，其他因配電站遠(yuǎn)離負(fù)荷中心而導(dǎo)致的其他問題也可以相對(duì)得到解決；合適的配電站供電范圍。在確定配電站供電范圍時(shí)，容載比應(yīng)該符合預(yù)先設(shè)定的要求，出線的電壓降應(yīng)小于10%，可以使用最佳負(fù)荷距來衡量是否滿足要求；電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)固定且合理。配電站在確定站址建成投入運(yùn)行之后，由于高昂的建設(shè)成本以及電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求，原則上要相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行位置的改動(dòng)。而且選址的位置要與電網(wǎng)長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃相匹配，滿足配電站分布合理的要求；節(jié)約用地。配電站的選址要立足于總體的布局，在可以提高土地利用率，遵循技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，盡可能的減少配電站的占地使用面積，根據(jù)各地的具體情況制定適宜的方法，合理布局；考慮線路走廊的位置。比如，中低壓線路不應(yīng)在鐵路和河流上空經(jīng)過。盡量在開闊區(qū)域選擇站址建立配電站，方便進(jìn)出線路的布局，且在確定線路走廊的路徑時(shí)，也要考慮線路走廊經(jīng)過的地區(qū)的相關(guān)規(guī)劃和未來發(fā)展；環(huán)境因素的影響。不同地區(qū)有著不同的用地規(guī)劃目標(biāo)，配電站的選址要與城市的用地規(guī)劃發(fā)展相適應(yīng)，并且綜合考量配電站對(duì)周邊環(huán)境的影響。在保證土地最大利用率和節(jié)約投資成本的情況下，考慮植被綠化覆蓋等問題，以達(dá)到綜合環(huán)境效益；站址應(yīng)處于良好的地理位置。根據(jù)防洪、防震的有關(guān)規(guī)定，配電站不能選擇在低洼地區(qū)，不能處于易發(fā)生泥石流或地震導(dǎo)致的斷層等區(qū)域，同時(shí)也要遠(yuǎn)離易燃易爆等類似煙花爆竹廠等地區(qū)，盡量避開高污染地區(qū)，保證配電站設(shè)備免受污染源的腐蝕；盡可能遠(yuǎn)離公共通訊設(shè)施。以防電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的高電壓干擾到通訊設(shè)施的正常運(yùn)行，給人民日常生活帶來麻煩；選址要靠近已有或者規(guī)劃中的運(yùn)輸路線（公路、鐵路等）方便配電站建設(shè)中材料的運(yùn)輸，減少運(yùn)輸建設(shè)材料的成本。2.2配電站定容原則配電站中變壓器的容量和臺(tái)數(shù)是影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、供電系統(tǒng)可靠性，決定配電站的安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要因素。區(qū)域負(fù)荷的現(xiàn)狀和增長趨勢(shì)、上級(jí)配電站和電廠供應(yīng)電能的能力、與配電站容量相關(guān)的性能指標(biāo)、配電站單位容量的建設(shè)成本以及系統(tǒng)短路的容量大小和運(yùn)輸安裝的便捷程度等等都會(huì)影響到配電站的容量。目前我國國內(nèi)對(duì)于配電站容量的確定并無確切的要求規(guī)定，因此在確定配電站的容量時(shí)多結(jié)合實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)來綜合考量?？紤]的因素具體有以下幾點(diǎn)：變壓器的容量主要取決于實(shí)際的負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果。因?yàn)樽儔浩鞑荒茉谶^載狀態(tài)下長期運(yùn)行，會(huì)大大減少其使用壽命，增加成本。配電站內(nèi)變壓器的容量大小應(yīng)能滿足對(duì)應(yīng)供電區(qū)域內(nèi)所有用電設(shè)備的用電需求。而且還需要考慮未來幾年內(nèi)的長期負(fù)荷規(guī)劃需求，盡量減少不必要的配電站擴(kuò)建。對(duì)于供給一般負(fù)荷的配電站，當(dāng)有變壓器因故停運(yùn)時(shí)，應(yīng)保證全部的電力負(fù)荷用電不受到其影響。而當(dāng)配電站供給負(fù)荷中有重要用戶時(shí)，則應(yīng)確保在上述情況下其他變壓器可以在允許的過負(fù)荷時(shí)間內(nèi)繼續(xù)為重要用戶提供電力供給。單臺(tái)變壓器的容量選擇要有一定的靈活性。雖然大容量變壓器的單位容量成本遠(yuǎn)低于小容量變壓器，但容量越高，造價(jià)所帶來的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)越明顯。但這樣所帶來的后果是會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行方式的過于單一。因此為了保證供電方式的靈活性，采用多臺(tái)變壓器的選擇就顯得十分必要。對(duì)于新建的配電站，單臺(tái)的變壓器容量應(yīng)適中，不宜偏大或偏小，并且還要預(yù)留出未來擴(kuò)建的可能容量，符合配電站容量從小到大，變壓器臺(tái)數(shù)從少到多的要求。配電站內(nèi)的變壓器盡量保證統(tǒng)一規(guī)格。不同規(guī)格的變壓器運(yùn)行會(huì)加大調(diào)度中心在對(duì)變壓器運(yùn)行進(jìn)行分配調(diào)度時(shí)的難度，并且會(huì)造成不必要的資源損耗，不利于儲(chǔ)備能力，也不利于制定檢修期間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移計(jì)劃。同時(shí)，配電站與下線配套裝置的接線規(guī)格不統(tǒng)一。因此配電站內(nèi)盡量使用統(tǒng)一容量規(guī)格的變壓器。選擇變壓器的容量時(shí)要考慮到與變壓器配套的裝置的承受能力，在遵循節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上，確保與變壓器配套的開關(guān)等相關(guān)設(shè)備的投資成本不會(huì)過高。綜合考慮配電站及其相關(guān)設(shè)備購買運(yùn)輸?shù)娜控?cái)富初期過程，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)來確定變壓器的容量。在供電密集區(qū)，通常需要多個(gè)配電站一同進(jìn)行電力供應(yīng)，此時(shí)可采用手拉手接線方式進(jìn)行電力供應(yīng)。在此種情況下時(shí)可適當(dāng)減少配電站的容量。在正常情況下各配電站滿足自己區(qū)域供電，而在某配電站內(nèi)變壓器因檢修或故障停止運(yùn)行時(shí)可由聯(lián)絡(luò)線從周圍配電站獲取負(fù)荷來滿足供電需求。在供電區(qū)域內(nèi)有發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)條件下，所規(guī)劃的配電站變壓器的容量可以在一定程度上減少。但在確定容量時(shí)，應(yīng)保證當(dāng)所供區(qū)域用電負(fù)荷最小時(shí)，發(fā)電機(jī)組可以正常并網(wǎng)輸出電能；當(dāng)所供區(qū)域用電負(fù)荷最大時(shí)，配電站和發(fā)電機(jī)組能保證提供供電區(qū)域的全部負(fù)荷需求；而當(dāng)發(fā)電機(jī)組停機(jī)時(shí)，要保證不會(huì)影響供電區(qū)域的正常電力供給，并且確保一級(jí)二級(jí)負(fù)荷不受影響。2.3配電站定容的方法2.3.1定容方法確定新建配電站的容量和數(shù)量是電網(wǎng)規(guī)劃最重要的一項(xiàng)工作之一，這決定了配電站建設(shè)所需花費(fèi)的資金和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以，合理的配電站站容和數(shù)量可以很大程度上提高變壓器的運(yùn)行效率、降低電網(wǎng)的運(yùn)行成本和提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實(shí)際的定容定量計(jì)算中，我們常依據(jù)電力平衡理論。即依據(jù)供用電平衡，初步計(jì)算出在配電網(wǎng)規(guī)劃中配電站所需的容量和數(shù)量，為后續(xù)的規(guī)劃做好準(zhǔn)備工作。新建配電站的總?cè)萘坑?jì)算公式如下： （2-1）式中：——新建配電站的總?cè)萘?；——?guī)劃區(qū)域年負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；——已有的配電站的容量；——已有的配電站個(gè)數(shù)；——第n個(gè)已有配電站在當(dāng)年所增容量；——配電站容載比，按照上海電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，220kV電網(wǎng)電壓等級(jí)變電容量的容載比為1.8-2.0之間，110kV和35kV的容載比則在1.9-2.1之間。在規(guī)劃配電站容量時(shí)，配電站內(nèi)的三相變壓器的數(shù)量應(yīng)控制在2-4臺(tái)之間，且在不同的電壓等級(jí)下，單臺(tái)三相變壓器的容量也各不相同，詳見表2-1。表2-1單臺(tái)在不同電壓等級(jí)下的三相變壓器的最大容量電壓等級(jí)（kV）單臺(tái)三相變壓器最大容量（MVA）2202401101253531.5在規(guī)劃好需要新建的配電站的總?cè)萘恐螅鶕?jù)已知的規(guī)劃區(qū)域年負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出需要新建的配電站的個(gè)數(shù)。公式如下： （2-2）式中：——標(biāo)準(zhǔn)配電站的容量；——為取整計(jì)算?？梢钥闯?，上述式中唯一不確定的量即為規(guī)劃區(qū)域年負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，因此在進(jìn)行了負(fù)荷預(yù)測(cè)之后，就可以進(jìn)行配電站的定容定量問題了，下面介紹負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法。2.3.2負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷預(yù)測(cè)是網(wǎng)格規(guī)劃的基礎(chǔ)工作。與實(shí)際基本吻合的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果是配電網(wǎng)規(guī)劃的根基，經(jīng)常用于負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法包括消耗值方法，彈性模量方法，時(shí)間序列方法，負(fù)荷二分法和空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法。根據(jù)預(yù)測(cè)期，負(fù)荷預(yù)測(cè)分為短期預(yù)測(cè)（5年），中期預(yù)測(cè)（5-10年）和長期預(yù)測(cè)（10-20年）。根據(jù)預(yù)測(cè)內(nèi)容，負(fù)荷預(yù)測(cè)可以分為總量預(yù)測(cè)和空間分布預(yù)測(cè)[15]。表2-2不同負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的比較預(yù)測(cè)負(fù)載方法按預(yù)測(cè)內(nèi)容不同按預(yù)測(cè)時(shí)間特性消耗值法總量預(yù)測(cè)中期預(yù)測(cè)簡單、容易計(jì)算，但預(yù)測(cè)結(jié)果很大程度上依賴于GDP檢測(cè)的準(zhǔn)確性，適用于系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)，也可以用來檢驗(yàn)結(jié)果彈性系數(shù)法總量預(yù)測(cè)長期預(yù)測(cè)簡單、容易計(jì)算，但預(yù)測(cè)結(jié)果很大程度上依賴于GDP檢測(cè)的準(zhǔn)確性，需要大量細(xì)致的研究，也可以用來檢查負(fù)荷結(jié)果時(shí)間序列法總量預(yù)測(cè)短期預(yù)測(cè)適用于自然負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷二分法總量預(yù)測(cè)短期預(yù)測(cè)適用于工業(yè)用戶占較大比例，工業(yè)用戶對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果影響較大的地區(qū)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法空間預(yù)測(cè)長期預(yù)測(cè)它能充分考慮負(fù)荷特征的空間分布，適用于有城市用地規(guī)劃飽和年負(fù)荷預(yù)測(cè)規(guī)劃的地區(qū)2.4配電站選址定容優(yōu)化模型配電站選址要先建立盡可能包含所有影響因素的數(shù)學(xué)模型，包括但不限于規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、地理信息、不同地塊的用地屬性和已有配電站的容量和位置等。配電站的選址定容規(guī)劃中，不僅要考慮配電站的建設(shè)成本和線路的架設(shè)成本，還要同時(shí)考慮配電站和線路的運(yùn)行成本，以及變壓器的功率、電壓等限制因素。因此，假定線路的運(yùn)行成本由網(wǎng)損費(fèi)用來替代。而配電站的占地費(fèi)用，在計(jì)算時(shí)各地的單位面積的土地成本視為一致，這樣配電站建設(shè)的成本就只需要考慮建設(shè)成本和運(yùn)行成本。綜上，配電站選址問題可以簡單解釋成：在已知供電范圍、配電站容量以及規(guī)劃水平年負(fù)荷預(yù)測(cè)的情況下，在能夠提供供電區(qū)域所需負(fù)荷的要求下，使得配電站的建設(shè)成本以及年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最低，尋優(yōu)確定配電站的位置，公式如下：（2-3）t. i=1,2,…，N（2-4） （2-5）（2-6）（2-7）式中：——第i個(gè)新建配電站的投資金額； ——第i個(gè)新建配電站的年運(yùn)行費(fèi)用；——第i個(gè)新建配電站的容量；——由配電站i供電的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合；——j負(fù)荷點(diǎn)的有功負(fù)荷；——配電站內(nèi)的變壓器的負(fù)載率；——功率因子；——已有和新建的配電站的數(shù)量；——線路網(wǎng)損折算系數(shù)；——單位長度線路的投資單價(jià)；——配電站i到負(fù)荷點(diǎn)j之間的線路長度；——第j點(diǎn)負(fù)荷（有功功率）；——判斷配電站i與負(fù)荷點(diǎn)j之間是否相連，斷開，連連；——配電站投資的年折舊系數(shù)，計(jì)算公式為；——線路投資的年折舊系數(shù)，計(jì)算公式為；——貼現(xiàn)率；——配電站的折舊年限；——線路的折舊年限；——從第i個(gè)配電站到第j個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的電壓偏差；——線路允許的電壓偏差上限；——線路允許的電壓偏差下限；模型中，式（2-3）綜合考慮了多個(gè)影響配電站建設(shè)的資金成本因素。表示配電站的年運(yùn)行成本之和，表示配電站的建設(shè)成本之和，，分別表示各線路投資的年折算金額以及年運(yùn)行費(fèi)用。式（2-4）描述的是滿足規(guī)劃目標(biāo)的功率，式（2-5）描述的是輸電線路的接通狀態(tài)，式（2-6）描述的是電壓降的大小，式（2-7）描述的是要滿足各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合。上述模型盡可能將影響因素都考慮進(jìn)來，最大程度減少了變量的個(gè)數(shù)，計(jì)算所需要花費(fèi)的時(shí)間和精力少，簡單實(shí)用。 2.5本章小結(jié)本章主要講述了配電站選址的原則和定容的原則，配電站定容前的負(fù)荷預(yù)測(cè)以及后面進(jìn)行配電站的定容的依據(jù)，同時(shí)也介紹了配電站選址定容的經(jīng)典數(shù)學(xué)模型，盡可能將所有的影響因素用數(shù)學(xué)公式定量定性的描述，為后續(xù)解決配電站規(guī)劃問題提供理論支持。3基于粒子群算法的配電站規(guī)劃3.1粒子群優(yōu)化算法3.1.1粒子群算法的基本原理粒子群優(yōu)化算法首先是Kennedy等在二十世紀(jì)九十年代中期總結(jié)的，英文是ParticleSwarmOptimization，簡稱PSO。他們?cè)谟糜?jì)算機(jī)模擬一群鳥尋找食物這一簡單的社會(huì)行為時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一算法。用一個(gè)具體情境來描述的話：在規(guī)劃的區(qū)域內(nèi)有一些鳥兒在無目標(biāo)的尋找食物。只在區(qū)域內(nèi)放置一份食物，他們只知道自己和食物之間的距離，卻不知道食物具體所處的位置，它們只能通過搜索當(dāng)前和食物距離最短距離的鳥所在的附近區(qū)域來最終找到食物所處的位置。粒子群優(yōu)化算法就是從這個(gè)模型中得到啟發(fā)，發(fā)展起來用于優(yōu)化計(jì)算。 在算法中，優(yōu)化問題的最優(yōu)解存在于粒子在給出的空間內(nèi)所處的地址之中。在這個(gè)過程中，影響粒子的下一步搜索方向的有粒子自身以及同伴的飛行記錄，而提前設(shè)定好的目標(biāo)函數(shù)則決定了粒子下一步運(yùn)動(dòng)方向，粒子當(dāng)前所處位置相對(duì)于優(yōu)化結(jié)果的優(yōu)劣由目標(biāo)函數(shù)值的大小來確定，為適應(yīng)度值，適應(yīng)度值越小，則說明粒子所處位置越優(yōu)。在粒子群算法優(yōu)化求解的過程中，有兩個(gè)變量，第一個(gè)是個(gè)體極值點(diǎn)，它代表了單一粒子在所經(jīng)歷過的所有搜尋過程中，最接近最優(yōu)解時(shí)所處的位置；第二個(gè)則為全局極值點(diǎn)，即整體包含的粒子在通過的搜索路徑中，最接近最優(yōu)解的粒子所在位置。在搜索過程中，這兩個(gè)極值點(diǎn)影響著粒子運(yùn)動(dòng)的方向和速度，經(jīng)過多次迭代后，可以獲得優(yōu)化問題的最優(yōu)解。粒子群分析算法相比于這些傳統(tǒng)的群算法來說計(jì)算數(shù)據(jù)的速度還是非常快,而且在一個(gè)全局從上向下進(jìn)行數(shù)據(jù)搜索的計(jì)算能力也很強(qiáng)。PSO對(duì)于一個(gè)種群的活動(dòng)規(guī)模和群體大小都十分不敏感,所以初始研究群體的規(guī)模大小設(shè)置對(duì)搜索粒子的移動(dòng)性和速度的影響并不是那么嚴(yán)重。粒子群分析算法主要指的是一種廣泛適用于連續(xù)多峰函數(shù)的非極值分析問題,對(duì)于非線性和連續(xù)多峰函數(shù)問題都非常適用并有著較強(qiáng)的粒子全局?jǐn)?shù)據(jù)檢索分析能力。3.1.2粒子群算法的數(shù)學(xué)描述假定D維度的解空間，粒子群中有n個(gè)粒子參與到了搜索中，先初始化參與搜索的粒子在空間內(nèi)的位置和進(jìn)行搜索的速度，第i個(gè)粒子在空間中的位置表示為，速度標(biāo)識(shí)為。某一粒子當(dāng)前經(jīng)歷過的最好位置為個(gè)體極值點(diǎn)記為。粒子群內(nèi)全部粒子經(jīng)歷過的最好位置即全局極值點(diǎn)記為。則速度和位置的調(diào)整公式如下：（3-1）式中：——粒子i在第k次搜索中速度矢量；——慣性權(quán)重，粒子保持原本運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力，大小一般為0.4-0.9； ，——學(xué)習(xí)因子常量，可以增大空間的局部以及全局搜索能力，式中；，——之間的隨機(jī)數(shù)；——粒子i在第k次搜索中的位置；——粒子i的個(gè)體極值點(diǎn)所處位置；——粒子群的全局極值點(diǎn)所處位置。在粒子搜索的過程中，搜索空間是有規(guī)定的范圍的，不然粒子就有可能飛出搜索空間，得到范圍外的最優(yōu)解，因此搜索范圍一般限制在區(qū)間內(nèi)，而搜索速度的最大值就取為，，本文中k取0.8。因此在粒子總體的搜尋過程中，在上述的條件和要求下不斷地調(diào)整自身的位置和搜索速度，最終搜索到并輸出最優(yōu)解。算法的流程圖見下圖：圖3-1粒子群算法流程圖3.2基于粒子群算法的配電站規(guī)劃按照配電站的規(guī)劃數(shù)量對(duì)配電站的規(guī)劃問題進(jìn)行分類，能夠分成單源選址問題和多源選址問題兩種。3.2.1單源選址問題單源選址即只有一個(gè)配電站為所有負(fù)荷供電，所以只需要確定該配電站的最優(yōu)位置即可。配電站的地理位置可由平面二維坐標(biāo)來表示，因此所有粒子只需在平面二維空間內(nèi)搜尋配電站的最優(yōu)位置即可。在搜索過程中，可由目標(biāo)函數(shù)來求得粒子當(dāng)前位置的適應(yīng)度值，它代表了配電站規(guī)劃的資金成本，可以判斷粒子此時(shí)所處位置的優(yōu)劣。適應(yīng)度越低代表建設(shè)的資金成本越低，配電站的位置越優(yōu)。根據(jù)PSO算法，設(shè)粒子群內(nèi)有n個(gè)粒子，賦予他們隨機(jī)的位置和速度，也就是隨機(jī)初始化n個(gè)配電站的位置，確定粒子的位置均處于搜索范圍之內(nèi)以后，對(duì)比所有粒子的適應(yīng)度值，確定適應(yīng)度值最小的粒子的位置作為第一次迭代過程中的全局極值點(diǎn)，而單個(gè)粒子的當(dāng)前位置視為粒子的個(gè)體極值點(diǎn)。對(duì)粒子進(jìn)行判斷并改變其所在位置以及速度，比較改變前后的兩個(gè)極值點(diǎn)的優(yōu)劣，將粒子放在更優(yōu)的位置上，然后繼續(xù)迭代，直到迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值或者得到了最優(yōu)位置。值得關(guān)注的是，優(yōu)化問題最終求得的在解空間內(nèi)的最優(yōu)解是進(jìn)行最后一次迭代之后所輸出的全局極值點(diǎn)。3.2.2多源選址問題多源選址問題則是需要對(duì)多個(gè)的配電站進(jìn)行規(guī)劃求解，如果要解決多源選址問題，就要先劃分好各個(gè)配電站的供電范圍，之后在對(duì)各個(gè)配電站位置進(jìn)行優(yōu)化求解。對(duì)于多源選址問題求解我們一般分兩步來做：第一步是確定各個(gè)配電站的供電范圍，隨機(jī)初始化配電站的位置。然后對(duì)于每一個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，選擇離它最近的配電站位置，暫定由這個(gè)配電站對(duì)該負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行供電。然后判斷配電站此時(shí)所帶的負(fù)荷容量是否超過其自身所限制的規(guī)定容量，若超出，則不繼續(xù)對(duì)配電站進(jìn)行負(fù)荷劃分，轉(zhuǎn)而選擇其他最近的配電站進(jìn)行負(fù)荷分配，直至所有負(fù)荷分配完畢。第二步是根據(jù)第一步劃分好的供電范圍，按照單源選址問題的求解方式求得最優(yōu)位置。本文利用MALAB軟件編寫了計(jì)算程序，用以實(shí)現(xiàn)利用粒子群算法來進(jìn)行配電站選址規(guī)劃。流程圖如下：圖3-2MATLAB程序算法流程圖3.3本章小結(jié)本章主要介紹了粒子群算法的主要基本原理和數(shù)學(xué)公式描述，以及如何用MATLAB編程軟件來實(shí)現(xiàn)粒子群算法對(duì)于高壓配電站規(guī)劃研究的應(yīng)用。但粒子群算法也有其局限性。它是通過分析所有粒子離最優(yōu)解的距離，向距離最近的粒子移動(dòng)，但粒子有概率一起向著并不是最優(yōu)解的位置移動(dòng)，讓所求出的解不收斂。如果求出了最優(yōu)解，也會(huì)因?yàn)槿康牧Ｗ佣汲粋€(gè)小的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，使得粒子有著相似的結(jié)構(gòu)，無法得到更多的信息。而且使用該算法尋找最優(yōu)解的最后，粒子的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)慢慢減小至無，于是就不能繼續(xù)進(jìn)行下去，因此，粒子群算法的精確性就不夠高。綜上所述，采用數(shù)學(xué)模型去尋找配電站參數(shù)的最優(yōu)解是不夠全面的，還需要后續(xù)更深一步的探討和研究。4配電站選址定容優(yōu)化實(shí)例4.1負(fù)荷預(yù)測(cè)本文采用空間負(fù)荷密度法來進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)?？臻g負(fù)荷密度法就是指基于供電范圍內(nèi)不同的使用性質(zhì)的土地的面積及相應(yīng)的負(fù)荷密度指標(biāo)來測(cè)算用電負(fù)荷的方法。負(fù)荷密度指標(biāo)是體現(xiàn)負(fù)荷分布密集程度的一個(gè)參數(shù)，其取值將直接影響最終的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。本文負(fù)荷密度指標(biāo)取自《城市電力規(guī)劃規(guī)范》，負(fù)荷密度指標(biāo)如下表4-1所示：表4-1規(guī)劃單位建設(shè)用地負(fù)荷指標(biāo)城市建筑用地類別單位建設(shè)用地負(fù)荷指標(biāo)（kW/hm2）居住用地（R）100-400商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地（B）400-1200公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地（A）300-800工業(yè)用地（M）200-800物流倉儲(chǔ)用地（W）20-40道路與交通設(shè)施用地（S）15-30公共設(shè)施用地（U）150-250綠地與廣場(chǎng)用地（G）10-30現(xiàn)有一某未來科技城的區(qū)域布控規(guī)劃圖如下圖4-1所示，不同顏色代表不同的建筑和用地類型，如黃色代表居住用地，綠色代表園林綠地與大型廣場(chǎng)用地等，進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)后各類用地的負(fù)荷情況如下表4-2，并按照用電區(qū)域劃分為33個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)值如表4-3。圖4-1某未來科技城區(qū)域規(guī)劃圖表4-2各類用地的負(fù)荷預(yù)測(cè)情況用地性質(zhì)建筑面積/km2負(fù)荷/MW居住用地5.966166.22商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地1.687134.96公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地2.395118.10工業(yè)用地3.54205.58公共設(shè)施用地2.62115.649綠地與廣場(chǎng)用地2.4942.494總計(jì)18.703643.003表4-3各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷預(yù)測(cè)值負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷預(yù)測(cè)值/MW負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷預(yù)測(cè)值/MW111.8671830.4322181914.675316.3992012.12415.065215.973514.25226.7669.3236.598710.562419.92381.322512.15續(xù)表4-3負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷預(yù)測(cè)值/MW負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷預(yù)測(cè)值/MW91.322610.5105.682712.7321134.92228124.1321251.9112940.2851316.15300.2811421.24311.3381515.183229.851630.83329.281713.66總和643.0034.2規(guī)劃結(jié)果由負(fù)荷預(yù)測(cè)已知該未來科技城的負(fù)荷總量為643.003MW。假設(shè)一個(gè)的新增變壓器的容量為50/63MVA，每個(gè)配電站內(nèi)裝設(shè)有2-3個(gè)新建的主變壓器，飽和年功率因數(shù)取值為0.85，考慮到需要保留充足裕度，容載比值取0.6，則預(yù)計(jì)所需要建設(shè)的配電站數(shù)量為6座。負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)如下表4-4所示：表4-4各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷中心坐標(biāo)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)編號(hào)負(fù)荷中心坐標(biāo)1（309，112）18（182，220）2（313，131）19（198，259）3（321，169）20（171，244）4（253，131）21（168，263）5（276，143）22（138，236）6（249，153）23（137，258）7（286，169）24（103，252）8（257，178）25（126，281）9（264，203）26（163，286）10（292，193）27（193，293）11（212，157）28（166，320）12（226，201）29（244，321）13（276，226）30（215，320）14（271，262）31（196，364）15（247，237）32（224，367）16（243，265）33（215，396）17（222，256）該未來科技城的地理邊界是一個(gè)非規(guī)則的圖形，下表中選取了若干個(gè)可以描述搜索區(qū)域的坐標(biāo)，這些點(diǎn)通過折線相連，可近似模擬出搜索區(qū)域的邊界，粒子應(yīng)在該區(qū)域內(nèi)搜尋配電站選址的最優(yōu)解。坐標(biāo)值如下表4-5所示：表4-5邊界特征點(diǎn)的坐標(biāo)邊界特征點(diǎn)坐標(biāo)邊界特征點(diǎn)坐標(biāo)1（344，90）10（249，360）2（188，146）11（262，318）3（203，183）12（268，316）4（206，207）13（269，302）5（159，210）14（289，275）6（155，230）15（299，271）7（119，223）16（316，199）8（75，251）17（341，148）9（217，428）18（344，134）隨機(jī)在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)形成生成滿足邊界坐標(biāo)限制的初始粒子群，使用MATLAB軟件運(yùn)行粒子群算法得到計(jì)算結(jié)果如圖4-2，4-3所示。 圖4-2粒子群算法配電站選址及供電范圍圖4-3粒子群算法收斂曲線計(jì)算所得的配電站的坐標(biāo)落點(diǎn)及供電范圍如下表4-6所示。表4-6邊界特征點(diǎn)的坐標(biāo)序號(hào)坐標(biāo)供電范圍1（165.9977，319.9986）21,23,24,25,26,27,28,312（280.7762，154.3536）1,2,3,4,5,6,7,8,103（271.8285，253.6686）13,14,15,164（240.2354，326.0085）29,30,32,335（214.7327，212.0724）9,12,17,18,19,20,226（211.7407，157.283）114.3本章小結(jié)本章針對(duì)某未來科技城的配電站規(guī)劃使用了粒子群算法來進(jìn)行優(yōu)化求解。根據(jù)其區(qū)域布控規(guī)劃圖對(duì)其進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)并劃分出負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，再限定出粒子搜索的空間范圍以及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，在MATLAB軟件上進(jìn)行編程計(jì)算，最終得到運(yùn)行結(jié)果，算法收斂曲線以及最優(yōu)的配電站選址坐標(biāo)和其對(duì)應(yīng)的供電范圍。5結(jié)論與展望本論文主要針對(duì)高壓配電網(wǎng)中的