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张小明 2026/1/17 6:14:50
婚庆网站策划,广州网站建设 易企建站公司,上海网站开发运营,wordpress 图片网站基于粒子群算法的配电网重构 MATLAB程序 33节点在电力系统领域#xff0c;配电网重构是一项重要任务#xff0c;旨在通过改变配电网中开关的状态#xff0c;优化网络结构#xff0c;降低网损、提高供电可靠性等。粒子群算法#xff08;PSO#xff09;因其高效、易实现等特…基于粒子群算法的配电网重构 MATLAB程序 33节点在电力系统领域配电网重构是一项重要任务旨在通过改变配电网中开关的状态优化网络结构降低网损、提高供电可靠性等。粒子群算法PSO因其高效、易实现等特点常被用于解决这类复杂的优化问题。今天咱就来唠唠基于粒子群算法的 33 节点配电网重构的 MATLAB 程序。粒子群算法基本原理粒子群算法模拟鸟群觅食行为。想象一群鸟在一个空间里找食物每只鸟粒子都知道自己当前位置和到目前为止找到的最优位置个体极值 pbest同时也知道整个鸟群找到的最优位置全局极值 gbest。粒子通过不断调整自己的速度和位置向着更好的解飞行。在数学上粒子 i 在第 d 维的速度更新公式为\[ v{id}(t 1) w \cdot v{id}(t) c1r{1id}(t) (p{id}(t) - x{id}(t)) c2r{2id}(t) (g{d}(t) - x{id}(t)) \]其中\( w \) 是惯性权重影响粒子对自身历史速度的继承程度\( c1 \) 和 \( c2 \) 是学习因子控制粒子向个体极值和全局极值飞行的步长\( r{1id} \) 和 \( r{2id} \) 是介于 0 到 1 之间的随机数。粒子位置更新公式为\[ x{id}(t 1) x{id}(t) v_{id}(t 1) \]33 节点配电网模型33 节点配电网是一个经典的测试系统它有特定的拓扑结构和参数。在 MATLAB 中我们可以通过矩阵来描述其网络结构比如用一个支路矩阵来记录每条支路的起点、终点、电阻、电抗等信息。% 33节点配电网支路数据 branch [1 2 0.0922 0.0470; 2 3 0.4930 0.2511; 3 4 0.3660 0.1864; % 省略其他支路数据 ];上面这段代码简单定义了部分 33 节点配电网的支路数据每行分别代表一条支路的起点、终点、电阻和电抗。基于粒子群算法的配电网重构 MATLAB 实现% 参数设置 npop 50; % 粒子数量 maxgen 100; % 最大迭代次数 w 0.7; % 惯性权重 c1 1.5; % 学习因子1 c2 1.5; % 学习因子2 % 初始化粒子位置和速度 pos zeros(npop, size(branch, 1)); vel zeros(npop, size(branch, 1)); for i 1:npop pos(i, :) randi([0 1], 1, size(branch, 1)); % 随机初始化开关状态0或1 vel(i, :) randn(1, size(branch, 1)); end % 初始化个体极值和全局极值 pbest pos; pbest_fitness Inf(npop, 1); gbest pos(1, :); gbest_fitness Inf; for gen 1:maxgen for i 1:npop % 计算适应度这里以网损为例 fitness calculate_loss(pos(i, :), branch); if fitness pbest_fitness(i) pbest_fitness(i) fitness; pbest(i, :) pos(i, :); end if fitness gbest_fitness gbest_fitness fitness; gbest pos(i, :); end end % 更新速度和位置 for i 1:npop vel(i, :) w * vel(i, :) c1 * rand(1, size(branch, 1)).*(pbest(i, :) - pos(i, :)) c2 * rand(1, size(branch, 1)).*(gbest - pos(i, :)); pos(i, :) pos(i, :) vel(i, :); % 限制位置在0和1之间 pos(i, pos(i, :) 1) 1; pos(i, pos(i, :) 0) 0; end end代码分析参数设置定义了粒子群算法所需的关键参数像粒子数量npop、最大迭代次数maxgen以及惯性权重w和学习因子c1、c2。这些参数对算法的收敛速度和寻优效果有很大影响。比如w较大时粒子更倾向于保持之前的搜索方向全局搜索能力强较小时粒子更关注局部区域利于精细搜索。初始化粒子随机生成粒子的初始位置pos这里用 0 和 1 表示开关状态1 表示闭合0 表示断开。速度vel也随机初始化。个体极值和全局极值初始化将每个粒子的初始位置设为个体极值pbest适应度设为无穷大Inf。全局极值gbest初始化为第一个粒子的位置全局适应度也设为无穷大。迭代寻优在每次迭代中计算每个粒子位置对应的适应度这里以网损作为适应度函数通过calculate_loss函数计算。如果当前粒子的适应度比其个体极值好更新个体极值如果比全局极值好更新全局极值。然后根据速度和位置更新公式更新粒子的速度和位置并将位置限制在 0 到 1 之间确保其代表合理的开关状态。通过这样的 MATLAB 程序实现利用粒子群算法可以有效地对 33 节点配电网进行重构找到使网损等目标最优的开关状态组合。当然实际应用中还可能需要考虑更多因素如电压约束、负荷变化等但这个基础的程序框架为进一步研究提供了很好的起点。
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