【算法创新】改进深度优先搜索算法配合二进制粒子群的配电网故障恢复重构研究附Matlab代码

最新推荐文章于 2025-12-22 09:47:08 发布

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#算法 #深度优先 #重构

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🔥 内容介绍

配电网作为电力系统与用户直接连接的核心环节，其供电可靠性直接关系到工业生产稳定与居民生活质量。随着分布式电源（如光伏、风电）的大规模接入和用电负荷的多元化增长，配电网拓扑结构日趋复杂，故障发生的概率和影响范围也随之扩大。据国家能源局数据显示，2024年我国配电网故障导致的平均停电时间虽较上年下降8%，但在极端天气（如台风、暴雨）和负荷高峰期，单起故障仍可能造成数千用户停电，工业用户每小时停电损失可达数万元。

配电网故障恢复重构是指故障发生后，通过调整开关状态、优化电源与负荷的连接关系，在满足电网运行约束的前提下，快速隔离故障区域，恢复非故障区域的供电，同时最小化网损、平衡负荷分布。这一过程本质上是典型的组合优化问题，具有多约束、多目标、非线性的特点。传统故障恢复方法如人工经验调度、单一启发式算法，存在响应速度慢、优化效果差、适应性不足等弊端。例如，传统深度优先搜索（DFS）算法在复杂拓扑中易陷入局部最优，难以兼顾恢复速度与供电效率；而单一粒子群优化（PSO）算法在处理离散开关状态时，收敛稳定性不足，易出现早熟收敛问题。

为突破传统算法瓶颈，提升配电网故障恢复的时效性与经济性，算法创新成为核心突破口。本文提出改进深度优先搜索（Improved DFS）算法配合二进制粒子群优化（Binary PSO）的混合算法框架，通过两种算法的优势互补，精准破解配电网故障恢复重构的核心难题，为配电网安全可靠运行筑牢技术防线。

针对含分布式电源的配电网故障后快速恢复供电的需求，提出一种基于改进深度优先搜索（DFS）与二进制粒子群优化（PSO）的混合故障重构方法。首先，建立 IEEE33 节点系统数据模型，包括节点负荷、分布式电源（PV 节点）及支路参数（电阻、电抗、状态），通过归一化处理和邻接矩阵构建初始网络拓扑；其次，模拟故障场景后，采用改进 DFS 算法识别故障隔离后的孤岛分布，从主电源与分布式电源出发划分可供电孤岛；然后，以联络支路开关状态为优化变量，构建包含功率损耗、负荷恢复率、环网惩罚及孤岛节点数的多目标适应度函数，结合动态惯性权重与学习因子的二进制 PSO 算法优化重构方案；最后，通过拓扑遍历计算负荷恢复率，对比不同故障场景的恢复效果，并可视化原始拓扑、故障后拓扑、孤岛划分及重构结果。仿真结果表明，改进 DFS 能准确识别孤岛，二进制 PSO 算法可有效搜索最优开关组合，重构后负荷恢复率达 90% 以上，验证了方法在辐射状约束下提升供电可靠性的有效性。

⛳️ 运行结果

红色五角星代表故障节点，红色实线为常开联络线路闭合开关，红色虚线为常开联络线路。

📣 部分代码

🔗 参考文献

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🌟 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维

2.1 bp时序、回归预测和分类

2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类

2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类

2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类

2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类

2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类

2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类

2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类

2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类

2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类

2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测

2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类

2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类

2.14 PNN脉冲神经网络分类

2.15 模糊小波神经网络预测和分类

2.16 时序、回归预测和分类

2.17 时序、回归预测预测和分类

2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类

2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类

方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

🌟图像处理方面

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🌟 路径规划方面

旅行商问题（TSP）、车辆路径问题（VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等）、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、充电车辆路径规划（EVRP）、双层车辆路径规划（2E-VRP）、油电混合车辆路径规划、船舶航迹规划、全路径规划规划、仓储巡逻、公交车时间调度、水库调度优化、多式联运优化

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