配电网分级保护选点的多目标优化模型及智能求解算法

戴志辉; 刘钧溢; 栾琨; 宁志恒; 丁扬天; 杨骐跃; 曹海欧

doi:10.20204/j.sp.2026.04008

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配电网分级保护选点的多目标优化模型及智能求解算法

系统规划与运行 | 更新时间：2026-04-20

- 配电网分级保护选点的多目标优化模型及智能求解算法
- Multi-objective Optimization Model an Intelligent Solution Algorithm for Hierarchical Protection Location Selection in Distribution Networks
- 智慧电力 2026年54卷第4期页码：61-69
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2026.04008
  中图分类号：
- 纸质出版：2026
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戴志辉,刘钧溢,栾琨,宁志恒,丁扬天,杨骐跃,曹海欧.配电网分级保护选点的多目标优化模型及智能求解算法[J].智慧电力,2026,54(4):61-69.

doi:10.20204/j.sp.2026.04008
戴志辉,刘钧溢,栾琨,宁志恒,丁扬天,杨骐跃,曹海欧.配电网分级保护选点的多目标优化模型及智能求解算法[J].智慧电力,2026,54(4):61-69. DOI： 10.20204/j.sp.2026.04008.

doi:10.20204/j.sp.2026.04008 DOI：

摘要

针对现有配电网分级保护选点配置缺乏定量模型、配置方案依赖专家经验且合理性难以量化评估的问题，为满足分级保护的多维需求，提出一种配电网分级保护选点的多目标优化方法。通过量化保护装置间的配合关系、保护配置数量以及主干线保护安装位置等约束，构建了以保护动作时间、故障失负荷及保护设备总投资最小为目标的优化模型。采用改进的多目标骨干粒子群算法（BB-MOPSO）求解模型，并综合运用K-means聚类、最小-最大归一化及线性期望值法从解集中筛选出最终配置方案。在MATLAB中基于IEEE 33节点配电网的仿真结果表明，所提方法能有效提升保护动作的速动性与选择性，提高配电网规划的安全性和经济性。

Abstract

To address the issues that existing configurations for hierarchical protection location selection in distribution networks lack a quantitative model

rely heavily on expert experience

and have insufficient quantitative evaluation of configuration rationality

a multi-objective optimization method for hierarchical protection location selection is proposed to meet the multi-dimensional requirements. By quantifying constraints such as the coordination relationships between protection devices

the number of protection configurations

and the installation locations of protection on main feeders

an optimization model is established with the objectives of minimizing protection operation time

fault-induced load loss

and the total investment cost of protection equipment. An improved bare-bones multi-objective particle swarm optimization （BB-MOPSO） algorithm is employed to solve the model and obtain the Pareto-optimal solution set. The final configuration scheme is then selected from this set by integrating the K-means clustering algorithm

min-max normalization

and the linear desirability function. Simulation results based on an IEEE 33-node distribution network model in MATLAB demonstrate that the proposed method can effectively enhance the speed and selectivity of protection operation

thereby improving both the security and economy of distribution network planning.

关键词

Keywords

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