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摘要：电网规划问题属于复杂的大规模线性规划问题，一般的处理办法就是分解多目标问题，将其进行转化，转化为单目标问题。本文针对电网规划问题，通过函数法进行目标函数的评价，同时介绍了一种新型的优化算法，即萤火虫算法。通过将萤火虫算法在电网规划中的应用进行相关问题的求解，并对18个节点进行测试，结果表明，萤火虫算法较其他传统算法收敛精度和收敛速度都会高出很多。
关键词：电网规划；萤火虫算法；应用
电网规划必修以当前正常的供电为基础，然后合理的进行线路的新建或者扩建，保证当地电力系统可以安全的运行。电网规划问题属于一个目标众多的、规模复杂的线性规划问题，进行规划的主要目的就是以电网可以安全稳定运行为基础，使得电网在运行过程中，不管是运行费用，还是建设线路都可以达到最小。所以，在进行新建电网和扩建电网的过程中，电网规划问题最关键的就是经济性和安全性互相协调。以上为基础，本文详尽的对新城的萤火虫算法进行了详尽的分析。
1电网规划的数学模型
1.1目标函数
其中，发电机的有功出力用Pi进行表示、发电机的无功出力用Qi进行表示；发电机i的有功出力的上下限分别为Pi，max、Qi，max，发电机i的无功出力的上下限分别为Pi，min、Qi，min。
2萤火虫优化算法
2.1算法的原理
科学家在研究萤火虫发光的目的的过程中提出的智能优化算法，即为萤火虫算法，应用的是萤火虫在择偶以及觅食过程中，通过发光进行启发式算法的构造[1]。萤火虫算法是通西印度以及荧光度定位自身的位置，实现萤火虫算法需要满足一下假定条件：1）全部萤火虫没有性别之分。2）只有越高的荧光度才越能吸引同伴，进行移动的概率也相对较大。如果某个萤火虫在群体中亮度是最亮的，这个萤火虫会进行随机的异动。荧光度和目标函数之间也具有一定的关系。3）萤火虫之间的吸引度随着荧光度的增加而增加，任何两个萤火虫，荧光度高的一方都会吸引荧光度低的一方，荧光度低的一方会容易被荧光度高的一方。相关的算法思路是：把空间中的点当做萤火虫个体，萤火虫移动和吸引的过程对比成问题的寻优过程，每个个体所在位置的优还是劣，凭借所求问题中的目标函数进行衡量，而个体优胜劣汰的过程也正是算法迭代过程中解的更新过程。
2.2算法数学表述与分析
3电网优化规划问题求解
3.1适应度函数
凭借函数对目标函数进行评价，在构件目标函数的过程中，不仅需要满足对应的条件，还需要尽可能的降低运行费用和电网规划之和。基于此，有以下目标函数生成。
网络处于连通状态时，i线路允许经过最大的有功潮流用Pi，max表示，罚因子用U进行表示，符合惩罚、运行过程中产生的网损以及新建回路所发生的投资构成了目标函数。如果网络不处于连通状态时，需要将惩罚值W赋给目标函数。
3.2基于萤火虫算法的电网规划步骤
第一步，初始化过程：萤火虫的初始位置进行随机的给出，然后通过计算得出萤火虫个体最大的荧光度，记为Io，这个值也就是目标函数值[2]。第二步，对萤火虫所代表的电网是否处于连通状态进行判断，如果处于没有连通的状态，那么把处于不连通状态的电网的惩罚值赋给目标函数。第三步，依据相关公式（6），（7）进行萤火虫吸引度以及荧光度的计算，萤火虫的移动方向依据荧光度进行决定。低速不依据相关公式（8）将萤火虫的位置坐标进行更新，随机扰动处于最佳坐标位置的萤火虫。第四步，依据已经更新的萤火虫位置的合理坐标，进行萤火虫荧光度的重新计算，既可以得到适应度函数值。第五步，以达到最佳的搜索次数为基础，将安全规划的结果进行输出。第六步，当满足最大搜索次数时，输出安全性规划结果。不然，将搜索的次数加1，然后在想第二部进行转换。
4算例分析
凭借18节点单阶段进行输电网的规划，这个系统已经具有10个节点和9条线路，经过相关规划，需要增加设置18个节点以及27条线路。凭借粒子群算法以及萤火虫算法，将电网规划问题的结果进行求算。将两种算法的迭代次数进行设置，设置为100此，在进行迭代至30次的时候，萤火虫算法就会发生收敛，所以，对比粒子群算法，收敛速度更快。
5结语
本文详尽的介绍了新型萤火虫算法在电网规划问题求解中的应用，并且凭借相关的节点进行测试，测试结果表明，这种新型算法不管是搜索能力还是收敛速度，都相比PSO要高。本文对萤火虫最基本的算法以及应用进行了说明，日后还需要对该算法进行改进，旨在该算法发挥出更加充分的作用。
参考文献：
[1]韩晓慧，王联国．输电网优化规划模型及算法分析[J]．电力系统保护与控制，2011，39（23）：143-148.
[2]王威,黄大为.含可调度分布式电源的配电网综合优化[J].电工技术学报,2015,30(12):429-433.
论文作者:王生强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/16
标签：萤火虫论文; 算法论文; 电网论文; 函数论文; 荧光论文; 目标论文; 过程中论文; 《电力设备》2017年第21期论文;