Optimization of electrical distribution network configuration by means of evolution algorithms

This article presents an evolution algorithm for solution of the electrical distribution network configuration optimization problem. This problem consists of finding open interconnectors, so called "cuts", when the costs of the network losses are minimized and all required technical conditions are fulfilled. Problem formulation and the mathematical model of the described problem are presented in the first part of the article. Then, the basis of computing evolution algorithms is shown involving the algorithm of solving the optimization problem. The optimization results of the problem and conclusions are presented as well.

---

Artykuł przedstawia zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do rozwiązania problemu optymalizacji konfiguracji elektroenergetycznych sieci rozdzielczych. W problemie tym należy znaleźć taką konfigurację sieci rozdzielczej o układzie zamkniętym, lub inaczej mówiąc znaleźć położenie tzw. rozcięć sieci, która zminimalizuje straty mocy i energii elektrycznej w przyjętym okresie optymalizacji oraz zapewni spełnienie wymaganych warunków technicznych. W pierwszej części artykułu sformułowano problem optymalizacji konfiguracji sieci rozdzielczych oraz podano jego model matematyczny. Założono, że dane są: struktura sieci rozdzielczej oraz moce szczytowe odbiorów. Rozwiązanie zadania musi spełniać szereg warunków technicznych: nieprzeciążanie elementów sieci, nieprzekraczanie dopuszczalnych spadków napięć, zapewnienie zasilania wszystkim odbiorom, zachowanie arbitralnie ustalonych punktów podziału sieci oraz spełnienie wymagań dotyczących konfiguracji sieci (sieć rozdzielcza ma być siecią typu drzewo). Ze względu na trudności obliczeniowe nie wprowadza się do funkcji kryterialnej kosztów zawodności zasilania. Wymagania niezawodnościowe są wprowadzane do zbioru warunków technicznych. W dalszej części artykułu przedstawiono zasady funkcjonowania algorytmów ewolucyjnych oraz pokazano algorytm rozwiązania problemu optymalizacji konfiguracji w oparciu o teorię algorytmów ewolucyjnych. W końcowym fragmencie pracy zaprezentowano wyniki działania opracowanego algorytmu ewolucyjnego oraz dokonano porównania działania tego algorytmu z algorytmem heurystycznym (metodą cykli i kar Kujszczaka) na trzech przykładach obliczeniowych. Artykuł zakończono wnioskami na temat zastosowania algorytmów ewolucyjnych do optymalizacji pracy elektroenergetycznych sieci rozdzielczych.