配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是影響其可靠性的重要因素。合理的接線方式能減少故障停電時(shí)間以及預(yù)安排停電時(shí)間,提高可靠性。同時(shí)還可將電力網(wǎng)絡(luò)的總損耗值大大降低。然而,配網(wǎng)重構(gòu)是一個(gè)NP難的組合優(yōu)化問(wèn)題,窮舉易造成組合爆炸。因此,人們采用了各種近似技術(shù)和啟發(fā)式算法,以及隨機(jī)優(yōu)化方法。TS算法是一種新興的現(xiàn)代啟發(fā)式尋優(yōu)技術(shù),適合于求解組合優(yōu)化問(wèn)題,并能以很大的概率跳出局部*解。本文介紹了配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的相關(guān)知識(shí),并嘗試將TS算法用于求解配網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題。

　　配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)作為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、降低線損的一項(xiàng)重要手段,受到廣大研究人員的重視。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)包括城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)的重構(gòu)。城市電網(wǎng)的特點(diǎn)是大量使用地下電纜,具有環(huán)形結(jié)構(gòu)而通常以輻射形運(yùn)行,具有相對(duì)較高的可靠性,通常以網(wǎng)損zui小為目標(biāo)進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。農(nóng)村用電量相對(duì)較小,對(duì)供電可靠性要求也相對(duì)不高,農(nóng)村電網(wǎng)中主要使用架空線,zui初系統(tǒng)是按照輻射形設(shè)計(jì),后來(lái),不斷增加分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的數(shù)目,以提高系統(tǒng)的可靠性為目標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

　　一、線路損耗的基本理論

　　線路損耗是影響配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用電負(fù)荷的不斷增加,線路損耗的問(wèn)題越來(lái)越突出,極大地影響了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此,研究配電系統(tǒng)中降低線路損耗的方法越來(lái)越受到普遍的關(guān)注和重視。配電網(wǎng)具有閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行的特點(diǎn),配電線路中存在大量常閉的分段開(kāi)關(guān)以及少量常開(kāi)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),這使得可以通過(guò)變換分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的開(kāi)合狀態(tài)來(lái)改變配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。

　　理論上,存在一個(gè)*結(jié)構(gòu),使線路損耗達(dá)到zui小。配網(wǎng)重構(gòu)的目的就是要尋求使線損zui小的*結(jié)構(gòu),同時(shí)滿足實(shí)際運(yùn)行約束。由于配網(wǎng)重構(gòu)能利用配電網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,不需要額外的硬件投資,在降低網(wǎng)損的同時(shí)還能夠平衡負(fù)荷和改善電壓質(zhì)量,因此是配電系統(tǒng)控制和運(yùn)行的重要手段,也是配電管理系統(tǒng)（DMS）的重要內(nèi)容。從數(shù)學(xué)上來(lái)講,配網(wǎng)重構(gòu)屬于非線性組合優(yōu)化問(wèn)題,隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大,采用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法將產(chǎn)生“組合爆炸”問(wèn)題。目前,求解配網(wǎng)重構(gòu)的方法主要有支路交換算法、*流模式算法以及SA、GA等智能化算法。支路交換算法和*流模式算法的計(jì)算精度較差,無(wú)法保證全局*性。SA和GA算法具有很好的全局尋優(yōu)能力,但計(jì)算量很大。TS（Tabu Search）算法,即禁忌搜索算法,是一種擴(kuò)展鄰域的啟發(fā)式搜索方法,也是人工智能在組合優(yōu)化算法中的一個(gè)成功應(yīng)用。它采取了有效的措施能以較大的概率跳出局部*點(diǎn),因此具有很強(qiáng)的全局尋優(yōu)性能。

　　二、配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型

　　從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看,配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)屬于大規(guī)模非線性組合優(yōu)化問(wèn)題。以網(wǎng)損zui小為目標(biāo)的配網(wǎng)重構(gòu)一般可表示為下面的zui小優(yōu)化問(wèn)題:

　　1）潮流方程約束;

　　2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束,包括輻射狀和無(wú)網(wǎng)絡(luò)孤島;

　　3）線路容量約束

　　三、TS算法在配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)中的應(yīng)用

　　TS（Tabu Search）算法是近年來(lái)受到普遍關(guān)注的一種率的現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法,該算法由F.Glover于20世紀(jì)70年代末首先提出,并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而成功的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,解決了大量復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。近幾年,該算法被引入電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域,如水火電聯(lián)合經(jīng)濟(jì)調(diào)度、電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化以及輸電系統(tǒng)*規(guī)劃等,并取得了一定研究成果。TS算法的基本思想是利用一種靈活的“記憶技術(shù)”,對(duì)已經(jīng)進(jìn)行的優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行記錄,用以指導(dǎo)下一步的搜索方向。為了避免搜索陷入局部*,TS允許將搜索朝著使目標(biāo)函數(shù)退化zui小的一個(gè)方向移動(dòng),重新開(kāi)始搜索。該算法有三個(gè)zui基本的要素:移動(dòng),Tabu表和釋放水平。

　　1、移動(dòng)

　　TS算法的搜索過(guò)程是通過(guò)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此移動(dòng)是TS算法的基礎(chǔ)。移動(dòng)的方式有許多種,例如單步移動(dòng)、交換移動(dòng)和多點(diǎn)移動(dòng)等,具體采用哪種移動(dòng)因研究的問(wèn)題而異。在搜索尋優(yōu)的過(guò)程中,TS選擇在約束條件下能使目標(biāo)函數(shù)改進(jìn)zui大的一個(gè)移動(dòng),如果不存在這樣的移動(dòng),則退而選擇使目標(biāo)函數(shù)退化zui小的一個(gè)移動(dòng)。