Tái cấu trúc lưới phân phối có xét đến độ tin cậy cung cấp điện

Trang vi

MC LC

Trang
Lý lịch khoa học i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Tóm tắt iv
Abstract v
Mục lục vi
Danh sách các chữ viết tắt vii
Danh dách các bảng viii
Danh sách các hình ix
Chngă1ăGII THIU LUNăVĔN 1
1.1. Đặt vnăđ 1
1.1.1. V phíaăcôngătyăĐin Lc. 1
1.1.2. V phía khách hàng sử dụngăđin. 2
1.1.3. V mặt kinh t đin. 2
1.2. Mục tiêu và nhim vụ của lunăvĕn. 3
1.3. Phm vi nghiên cứu của Lunăvĕn. 3
1.4. Hng gii quyt bài toán. 3
1.5. Đim mi của LunăVĕn 4
1.6. Giá tr thc tin của lunăvĕn 4
1.7. B cục của Lunăvĕn. 4
ChngăβăTNG QUAN V LIăĐIN PHÂN PHI 5
2.1. H thngăđin. 5
2.2. Đặcăđim củaăliăđin phân phi. 6
2.3. Các lý do phi vn hành h liăđin phân phi. 8
1.8. Các bài toán tái cuătrúcăliăđin phân phi  gócăđ vn hành. 9
2.4. Các nghiên cứu khoa hc v bài toán tiăuăcuătrúcăliăđin phân phi. 11

Trang vi

2.4.1. Gii thiu. 11
2.4.2. Gii thut của Merlin và Back ậ kỹ thut vòng kín. 13
2.4.3. Gii thut của Civanlar và các cng s ậ kỹ thutăđi nhánh 15
2.4.4. Thut toán di truyn ậ Genetic Algorithm (GA) 16
2.4.5. Gii thutăđƠnăkin ( Ant colony search ậ ACS) 19
2.4.6. Mng thần kinh nhân to (Aritificial Neutral Network ậ ANN) 21
2.4.7. Thut toán bầyăđƠnă(PracticleăSwarmăOptimizationăậ PSO) 21
2.4.8. Thut toán tìm kim Tabu (Tabu Search ậ TS) 22
2.4.9. Thut toán mô phng luyn kim (Simulated Annealing ậ SA) 24
2.5. Đánhăgiáăđ tin cy cung cpăđin củaăliăđin phân phi. 25
2.5.1. Các nghiên cứu khoa hc 27
2.5.1.1.Phngăphápăcơyăs c - Graph Tree 27
2.5.1.2.MôăhìnhăhóaădaătrênătỷălăsăcăvƠăthiăgianăsửaăcha 29
2.5.1.3.Mô hình hóa ci tin của Karin Alvehag và Lennart Söder 31
2.5.2. Các chătiêuătínhătoánăđătinăcyătrongămngăphơnăphiăhình 33
ChngăγăTHUTăTOÁNăĐ NGH 36
3.1. Đặt vnăđ 37
3.2. Xây dng hàm mục tiêu. 37
3.2.1. Bài toán tái cuătrúcăli cc tiu chi phí vn hành. 37
3.2.2. Bài toán tái cuătrúcăliăđin gim chi phí ngừngăđin. 40
3.2.2.1.Xétăliăđinăđnăgin có mt ngun 40
3.2.2.2.Xét mngăđin kín vn hành h 40
3.2.2.3.Tính toán chi phí ngừng cung cpăđin. 41
3.2.3. Hàm mục tiêu của bài toán cc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng
cung cpăđin. 42
3.2.3.1.Xây dng thut toán tính chi phí vn hành trong mt ngày 43
3.2.3.2.Xây dng thut toán tính cc tiu chi phí ngừng cung cpăđin. 43
3.3. Gii thut tiăuătrongătrng gravitational search algorithm - GSA 45

3.3.1. Khái nim v thut toán trngătrng GSA. 45
Trang vi

3.3.2. Luăđ thut toán GSA 48
3.4. Tái cuătrúcăliăđin phân phi cc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng
đin sử dụng thut toán GSA. 52
3.5. Ví dụ kim tra gii thut. 53
3.5.1. Mngăđin hai ngun. 54
3.5.2. Mngăđin 3 ngun. 58
3.5.3. Mngăđin mt ngun 33 nút 63
Chngă4ăKIMăTRAăTRểNăLI ĐIN THC T 67
4.1. Mụcăđích 67
4.2. Thông tin v liăđin Sông Hinh ậ Đic Lc Phú Yên. 68
4.3. Quá trình hình thành và phát trin củaăĐin lc Sông Hinh ậ CôngătyăĐin lc
Phú Yên. 68
4.4. Liăđin hin ti. 69
4.5. Đặcăđimăcngăđ s c củaăliăđin. 71
4.5.1. Thi gian mtăđinăvƠăđ th phụ ti của mt mùa khô. 72
4.5.2. Thi gian mtăđinăvƠăđ th phụ ti của mtămùaăma. 73
4.6. PhngăánăvnăhƠnhăliăđinătrongăhaiămùaătrongănĕm. 75
4.6.1. Điu khinăliăđin vào mùa khô. 75
4.6.2. Điu khinăliăđinăvƠoămùaăma. 75
4.7. Các bin phápănơngăcaoăđ tin cy cung cpăđin 77
4.7.1. Các bin pháp làm gim s c: 77
4.7.2. Các bin pháp làm gim thi gian mtăđin: 78
Chngă5ăKT LUNăVÀăĐ XUT 78
5.1. Kt lun 78
5.2. Nhng hn ch vƠăđ xut phát trin củaăđ tài 79
5.2.1. Nhng hn ch 79
5.2.2. Đ xutăhng phát trin củaăđ tài 79

TÀI LIU THAM KHO 80
Trang vii
DANH SÁCH CÁC CH VIT TT

FCO : Fuse cut out
LBFCO : Load break fuse cut out
LBS : Load break switch
LTD : Line Tension Disconnecting Switch
IEEE : Institute of Electrical and Electronic Enginneers.
EEI : Edison Electric Institute
EPRI : Electric power reasearch Institute
CEA : Canadian Electric Association
GA : Genetic Algorithm
ACS : Ant colony search
ANN : Aritificial Neutral Network
PSO : Practicle Swarm Optimization
TS : Tabu Search
SA : Simulated Annealing
SAIFI : System Average Interuption Frequency Index
SAIDI : System Average Interuption Duration Index
CAIFI : Customer Average Interuption Frequency Index
CAIDI : Customer Average Interuption Duration Index
CTAIDI :Customer Total Average Interruption Duration Index
ASAI : Customer Service Availability Index
ENS : Energy Not Supplieed
AENS : Average Energy Not Supplieed
ACCI : Averaga Customer Cutarilment Index
ASIFI : Average System Interruption Frequency Index
ASIDI :Average System Interruption Duration Index
MAIFI : Momentary Average Interruption Frequency Index

CEMIn : Customers Experiencing Multiple Interruptions
Trang viii
DANH DÁCH CÁC BNG

Trang
Bng 2.1: Phm vi ứng dụng của các bài toán tái cuătrúcăli 10
Bng 3.1: H s phụ ti ti các nút phụ ti trong mt ngày. 55
Bng 3.2: Thi gian ngừngăđin trên các tuynădơyătrongătrng hợp 3 57
Bng 3.3: So sánh kt qu trc và sau khi tái cuătrúcăliăđin 58
Bng 3.4: H s phụ ti ti các nút phụ ti trong mt ngày. 59
Bng 3.5: Thi gian ngừngăđin trên các tuynădơyătrongătrng hợp 3 61
Bng 3.6: So sánh kt qu trc và sau khi tái cuătrúcăliăđin 62
Bng 3.7: So sánh kt qu trc và sau khi tái cuătrúcăliăđin 66
Bng 4.1: Thông s liăđin Sông Hinh ậ Đin Lc Phú Yên. 70
Bng 4.2: Thi gian ngừng cung cpăđin trên các tuyn dây vào mùa khô. 72
Bng 4.3: H s phụ ti của mt ngày mùa khô. 73
Bngă4.4:ăCngăđ s c trên các tuyn dây. 73
Bng 4.5: H s phụ ti công sut của mtăngƠyămùaăma. 74
Bngă4.6:ăSoăsánhăcácătrng hợp vn hành khác nhau: 76









Trang ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang
Hình 2.1: V trí và vai trò củaăliăđin phân phi 6
Hìnhăβ.β:ăSăđ liăđin mch vòng có mng 3 ngun vn hành h. 8
Hình 2.3: Gii thut củaăMerLinăvƠăBackăđƣăđợc Shirmohammadi chnh sửa. 14
Hìnhăβ.4:ăLuăđ gii thut của Civanlar và các cng s 16
Hìnhăβ.5:ăSăđ chung củaăphngăphápăbầyăđƠnăPSO 22
Hình 2.6: Cuătrúcăđin hình của vicăphơnătíchăđ tin cy củaăliăđin. 26
Hìnhăβ.7:ăMôăhìnhăphơnăchiaăli phân phi L 27
Hình 2.8: Mô hình hai trng thái của thit b. 29
Hình 2.9: Mô hình theo gió và sét. 31
Hình 2.10: Mô hình qun lý khách hàng theo phần tử cpăđin. 36
Hìnhăγ.1:ăSăđ đnătuyn mt phát tuyn. 38
Hìnhăγ.β:ăĐ th phụ tiăliăđin của mt ngày trong mùa. 39
Hìnhăγ.γ:ăSăđ mng mt ngun hai phụ ti 40
Hìnhăγ.4:ăSăđ mngăđin hai ngun 41
Hìnhăγ.5:ăăLuăđ tính chi phí vn hành trong mt mùa. 43
Hìnhăγ.6:ăLuăđ thut toán tính chi phí ngừngăđin cho mỗi cu trúc li 45
Hình 3.7: Các vt th tngătácăvi nhau 46
Hình 3.8: Luăđ thut toán GSA 48
Hìnhăγ.9:ăĐ hi tụ của bài toán cc tiu hàm s bc 4 sử dụng GSA 51
Hình 3.10: Tái cuătrúcăliăđin gim chi phí vn hành và chi phí ngừngăđin. 52
Hìnhăγ.11:ăSăđ liăđin 2 ngun có 14 phụ ti 54
Hình 3.12: Cuăhìnhăli sau khi tái cuătrúcăliăđinătheoătrng hợp 1 và 2 56
Hìnhăγ.1γ:ăĐ hi tụ của hàm mụcătiêuătrongătrng hợp 2 56
Hình 3.14: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cu trúc theo trng hợp 3 58
Hình 3.15: Mngăđin 3 ngun có 16 nút. 59
Hình 3.16: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cuătrúcătheoătrng hợp 1 60
Trang ix
Hình 3.17:ăĐ hi tụ của hàm mụcătiêuătrongătrng hợp 2 60

Hình 3.18: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cuătrúcătheoătrng hợp 2 61
Hìnhăγ.19:ăĐ hi tụ của hàm mụcătiêuătrongătrng hợp 3 62
Hình 3.20: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cuătrúcătheoătrng hợp 3 62
Hình 3.21: Mngăđin 1 ngun 33 nút 63
Hìnhăγ.ββ:ăĐ hi tụ của hàm chi phí vn hành theo ∆A là bé nht 64
Hình 3.23: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cuătrúcătheoătrng hợp 1 64
Hìnhăγ.β4:ăĐ hi tụ của hàm mụcătiêuăbƠiătoánătrongătrng hợp 2 65
Hìnhăγ.β5:ăĐ hi tụ của hàm mụcătiêuăbƠiătoánătrongătrng hợp 3. 66
Hình 3.26: Cuăhìnhăliăđin sau khi tái cuătrúcătheoătrng hợp 3 66
Hìnhă4.1ăSăđ khi củaăliăđin Sông Hinh Phú Yên 69
Hìnhă4.βăMôăhìnhăhóaăliăđin Sông Hinh ậ Đin lc Phú Yên 70
Hìnhă4.γ:ăSăđ liăđinătrongătrng hợp khóa DS 100-7 m 76
Hìnhă4.4:ăSăđ liăđinătrongătrng hợp khóa LBS 103 m 76












Trang 1
Chngă1
GII THIU LUNăVĔN

1.1. Đặt vnăđ

ĐinănĕngălƠămt dngăhƠngăhóaăđặt bit và gi vai trò quan trng trong vic
đm bo s n đnh và phát trin của Kinh t xã hi, an ninh chính tr của mỗi quc
gia. Nu xét v mặt kinh t,ăđinănĕngăđợc cung cp từ cácăcôngătyăđin lcăđn
khách hàng sử dụngăđin phi có giá thành r nht, chtălợngăđin phiăđm bo tt
nht.ăĐiu này có ý nghĩaăquanătrng và quytăđnhăđn s tn ti và phát trin của
cácăcôngătyăđin lc Vit Nam khi tin hành th trngăhóaăngƠnhăđin.ăĐ thc
hinăđợc mục tiêu này thì các nhà khoa hcăđƣăkhôngăngừng tìm kim và nghiên
cứuăđ đaăraăcácăgii pháp miănhătìm kim ngunănĕngălợng miănhăngun
nĕngălợng mi, thit k và xây dngăđ vnăhƠnhăliăđinăthôngăminh,….
Viăđặt thù củaăliăđin phân phi của Vit Nam, bài toán tái cuătrúcăli
đinăđợcăđ xut cho công tác vn hành nhằmăđiătìmămt cu trúc tiăuăchoăli
đin ứng vi từng mục tiêu riêng l hay cùng nhiu mục tiêu khác nhau. Trong mục
đíchăđiătìmăcu trúc tiăuăcủaăliăđin phân phi nhằm gim chi phí vn hành và
chi phí ngừng cung cpăđinăvƠăđợc trình bày trong lunăvĕnănƠy.
LunăvĕnănƠy tip cn vic xây dng thut toán tính chi phí ngừng cung cp
đin cho mỗi cuătrúcăliăđin, từ đóăápădụng vào bài toán tái cuătrúcăliăđin
phân phi đ cc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng cung cpăđin là bé nht sử
dụng gii thut tiăuătrngătrng Gravitational Search Algorithm ậ GSA. Kt qu
đợc kho sát trên nhiuăliăđin từ đnăginăđn phức tp đợc vn hành trong
cácătrng hợp khác nhau.
Vic gim chi phí vn hành và chi phí ngừng cung cpăđinătrongăliăđin
phân phi s mang li nhiu lợi ích sau:
1.1.1. V phíaăcôngătyăĐin Lc.
- Gimă giáă thƠnhă đină nĕngă doă gimă đợc chi phí biă thng thit hi cho
khác hàng khi ngừng cung cpăđin.
Trang 2
- Tĕngălợi nhunăchoăcôngătyădoătĕngălợngăđin cung cp cho khách hàng.
- To ra kh nĕngă cnh tranh cao choă cácăcôngă tyăđin lc trong th trng
đinăđangăngƠyăđợcăthngămi hóa.
- Ngoài ra, tái cuătrúcăliăđin phân phiăcóăxétăđnăđ tin cy cung cpăđin

s gimăđợc tn hao công sutătrênăđng dây và gimăđợc chi phí vn hành.
1.1.2. V phía khách hàng s dngăđin.
- Gimăđợc chi phí sn xut, thit hai do vic ngừng cung cpăđin.
- Đm boăđợc k hoch sn xut, sinh hot và giiătríătrongăđi sng con
ngi.ăĐặt bit là có th tránhăđợc nhng nhăhng của vic ngừng cung cpăđin
đnăconăngiănhăsức kheăvƠăđi sngăconăngi.
1.1.3. V mặt kinh t đin.
- To ra mt tr trngăđin cnh tranh lành mnh.
- Thúcăđẩy s phát trin nn kinh t.
Tuy nhiên vic cc tiuchi phí ngừng cung cpăđin hayăđánhăgiáăđ tin cy
và cu trúc liăliăđin phân phi là mt vicălƠmăkhóăkhĕn,ăphức tpăvƠăcóăđ
chính xác không cao vì nhng lý do sau:
- Đ tin cy của từng phần tử trongăliăđin là mt hàm ri rc và phân b
theo thi gian.
- Đ tin cy của các phần tử trongăliăđin phụ thucăvƠoăcácăđiu kin t
nhiên, v tríăđa lý, khí hu của khu vcămƠăliăđin phân phiăđiăqua.
- Các s liu phục vụ cho vicăđánhăgiáăđ tin cy cung cpăđin củaăliăđin
phân phi là rt nhiuăvƠăđợc thu nhp li bằngăphngăphápăthng kê.
Đi viăliăđin Vit Nam hin nay thì vicăđánhăgiáăđ tin cy củaăli
đin gặp nhiuăkhóăkhĕnăsau:
- Thit b đinăcònăcũăkỷ, lc huăvƠăkhôngăđng b.
- Vic thu thp các s liu trong quá trình vnăhƠnhăchaăđợc chú trng và
luăd cẩn thn.
- Các h thngăđiu khin theo thi gian thcănhăSCADAăcònăchaăphátătrin
và các thit b đóngăcắt có tiăchaăđợc trang b nhiu nên vic có mt cu trúc
liăđin vn hành năđnhăvƠăđángătinăcy là mtăđiu vô cùng cần thit.
Trang 3
1.2. Mc tiêu và nhim v của lunăvĕn.
Mục tiêu của LunăVĕnălƠătìmăraămt gii thut phù hợp, cho kt qu đángătină
cy trong vic tái cuătrúcăđin phân phiăcóăxétăđnăđ tin cy cung cpăđin. Lun

vĕnănƠyăgiúpăchúngătaăgii quyt các vnăđ sau:
- Tìm hiu các bài toán tái cuătrúcăli phân phi và các gii thutăđƣăđợc áp
dụng.
- Nghiên cứu v đ tin cy cung cpăđin,ăcácăphngăphápăđánhăgiáăvƠănhng
yu t nhăhngăđnăđ tin cy cung cpăđin củaăliăđin phân phi.
- Xây dng hàm mục tiêu và áp dụng gii thutGravitational Search Algorithm
ậ GSAđ tìm ra cu trúc tiăuăchoăh thngăliăđin phân phi nhằmgim chi phí
vn hành và chi phí ngừng cung cpăđin cho mỗi h thng.
- Kim chứng trên mt s liăđin mu nhằmăđánhăgiáătínhăđúngăđắn của ý
tngăđ xutăđng thi so sánh vi kt qu thc t vn hành nuăđóălƠămtăli
đin thc t.
1.3. Phm vi nghiên cu của Lun vĕn.
Phm vi nghiên cứu của Lun vĕnătp trung gii quyt bài toán tái cu trúc
liăđin phân phi vi mụcăđíchăcc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng cung
cpăđin cho h thng.
Viăcăs lý thuyt là xây dng thut toán tính chi phí vn hành và chi phí
ngừng cung cpă đin cho mỗi cuă trúcă li và áp dụng thut toán Gravitational
Search Algorithm vào trong h thngăliăđin hai ngun, ba ngun và mt ngun.
1.4. Hng gii quyt bài toán.
- Phân tích tng hợp tài liuăliênăquanăđn bài toán tái cuătrúcăliăđin.
- Căs liênăquanăđnăđ tài nghiên cứu.
- Sử dụngăcácăphngăphápătínhătoánăhcăđ xây dng hàm mục tiêu gim chi
phí vn hành và chi phí ngừng cung cpăđin cho h thng.
- Sử dụng gii thut Gravitational Search Algorithm ậ GSA đ tìm cu trúc ti
uăcc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng cung cpăđinăchoăliăđin phân
phi.
- Sử dụng phần mm Matlabăđ tính toán, kimătraăliăđin.
Trang 4
1.5. Đim mi của LunăVĕn
- Xây dngăđợc hàm mục tiêu cho bài toán tái cuătrúcăli phân phi có xét

đnăđ tin cy cung cpăđin. Tínhăđợc chi phí vn hành và chi phí ngừng cung cp
đinătheoăđ th phụ tiătrongăngƠyătheoămùaătrongănĕm.
- Đ xut và ứng dụng gii thut Gravitational Search Algorithm ậ GSAăđ
tìm ra cuătrúcăliăđin phân phi tiăuătheoăhƠmămụcătiêuăđƣăxơyădng.
- Đaă raă phngă ánă vn hành tiă uăcóăth có cho nhngă trng hợp khác
nhau củaăliăđin.
1.6. Giá tr thc tin của lunăvĕn
- Xây dng gii thut tái cuătrúcăliăđin phân phi gim chi phí vn hành
và chi phí ngừng cung cpăđinăđợc chứng minh bằng lý thuyt ln kt qu mô
hình tính toán cho thy mtăliăđin có cuătrúcăliăđinăđúngăs đaăraăcu hình
liăđin là tiăuănht có cc tiu chi phí vn hành và chi phí ngừng cung cpăđin.
- Lunăvĕnăgóp phần vào các nghiên cứuăliênăquanăđn các bài toán tái cu trúc
liăđin phân phi.
- Làm tài liu tham kho cho công tác nghiên cứu và vnăhƠnhăliăđin phân
phi.
1.7. B cc của Lunăvĕn.
Lunăvĕnăđợc thc hin bao gmăcácăchngăsau:
CHNGă1: GII THIU LUNăVĔN.
CHNGă2: TNG QUAN V LIăĐIN PHÂN PHI
CHNG 3: THUTăTOÁNăĐ NGH
CHNGă4: KIMăTRAăTRểNăLIăĐIN THC T
CHNG5: KT LUNăVÀăĐ XUT
TÀI LIU THAM KHO.





Trang 5
Chngă2

TNG QUAN V LIăĐIN PHÂN PHI

2.1. H thngăđin.
H thngăđin phân philà h thngăđin bao gmăliăđin phân phi và các
nhƠămáyăđinăđu niăvƠoăliăđin phân phi làm nhim vụ sn xut, truyn ti và
phân b đinănĕng.
H thngăđin không ngừng phát trin theo thiăgianăvƠăkhôngăgianăđ đápă
ứng nhu cầuăngƠyăcƠngăgiaătĕngăcủa phụ ti.ăTùyătheoălĩnhăvc nghiên cứu mà H
thngăđinăđợcăchiaăhaiăhngăđc lp nhau:
a. V mặt qun lý và vn hành, h thngăđinăđc phân b thành
- CácănhƠămáyăđin: gm các nhà máy thủyăđin, nhităđin than, nhităđin
dầu,ătuaăbinăkhí,ănhƠămáyăđin nguyên tử,…ăCácănhƠămáyăđin này do các nhà máy
đin vn hành và qun lý.
- Liăđin truyn tilà phầnăliăđin bao gmăcácăđng dây và trm bin áp
có cpăđin áp từ 220kV tr lên,ăcácăđng dây và trm binăápăcóăđin áp 110kV
có chức nĕng truyn tiăđ tip nhn công sut từ cácănhƠămáyăđin vào h thng
đin quc gia.ă Liă đin truyn tiădoăcácă đnă v truyn tiă đin qun lý và vn
hành.
- Liăđin phân philà phầnăliăđin bao gmăcácăđng dây và trm bin
áp có cpăđin áp từ 35kV tr xung,ăcácă đng dây và trm binăápăcóăđin áp
110kV có chứcănĕngăphơnăphiăđin.ăLiăđin phân phiădoăcácăđnăv phân phi
qun lý.
b. V mặt nghiên cu, tính toán thì h thng đin đc phân thành
- Li h thng (500kV)
- Li truyn ti (110, 220, 330 kV).
- Li khu vc (110, 220kV).
- Li phân phi trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV).
- Li phân phi h áp (0.4 kV và 0.22 kV).
Trang 6

Săđ h thng mtăliăđinăđợc th hinănhăsau:

Hình 2.1: V trí và vai trò củaăliăđin phân phi
Hình 2.1 SăđăhăthngăđinămôătăvătríăvƠănhimăvụăcủaăliăđinăphơnă
phiătrongăhăthngăđinătừăkhơuăphátăđin,ătrmăbinăápătĕngăáp,ătruynăti,ătrmă
binăápătrungăgian,ăliăđinăphơnăphiăvƠăcuiăcùngălƠăliăcungăcpăđin.
2.2. Đặcăđim củaăliăđin phân phi.
H thngăđin phân phiălƠăli cung cpăđin trc tip cho khách hàng từ h
thngăđin truyn ti thông qua các trm binăápătrungăgian.ăCũngăgingănhăđng
Trang 7
dây truyn ti,ăđng dây phân phiăcũngăcó cu trúc mch vòng hoặc mch hình
tiaănhngăluônăvn hành  trng thái h trong miătrng hợp. Nh cu trúc vn
hành h hoặcăliăđin hình tia nên h thng relay bo v ch cần bo v relay quá
dòng,ăsăđ liăđnăginăvƠăđặt bit khi s c xãy ra thì trên mt nhánh thì ít có
kh nĕngănhăhngăđn các nhánh khác trên h thngănênănơngăcaoăđợcăđ tin cy
cung cpăđin.ăĐ tái cung cpăđin cho khách hàng sau khi b s c, hầu ht các
tuynădơyăđu có mch vòng liên kt viăcácăđng dây k cnăđợc cung cp từ
mt máy bin áp trung gian khác hay chính trm binăápăcóăđng dây b s c.
Vic khôi phụcăliăđin thông qua vicăthaoătácăđóng/cắt các cặpăkhóaăđin nằm
trên các mchăvòng,ădoăđóătrênăliăđin có rt nhiuăkhóaăđin.
Đng dây phân phi phân b trên din rng và cung cp cho nhiu loi phụ
ti khác nhau, có công sut tiêu thụ cũngă khácă nhauă (Côngă nghip nặng, công
nghip nhẹ, chiu sáng, sinh hot,…)ănênăchuătácăđng trc tip củaămôiătrng
nhă(sét,ăma,ăbo, oxi hóa kim loi,…)ăhayăchu s tácăđng củaăconăngi. Các
phụ tiăcóăđ th phụ ti khác nhau, không cân bằng và luôn có s thayăđi theo thi
gianătrongăngƠy.ăĐiu này làm gimăđ tin cy cung cpăđin của h thng, gây ra
quá tiăchoăđngădơyăvƠătĕngătn tht công sut trên h thng.
Đ khắc phục s c quá tiătrênăđng dây, gim tn tht công sut và nâng
caoăđ tin cy cung cpăđinăthìăcácăđiuăđng viên s thayăđi cuătrúcăliăđin

vn hành bằngăcácăthaoătácăđóng/cắt các cặpăkhóaăđinătrênăli. Vì vy, trong quá
trình thit k,ăcácăkhóaă đină nhăRecloser,ă LBS,ă DSă s đợc lắpă đặt  các v trí
thun lợi cho vicăgiámăsátăvƠăđiu khin. Và có th áp dụng h thng SCADA vào
vicăgiámăsátăvƠăđiu khinăcácăkhóaăđóng/cắtăcácăkhóaăđinăđ gim tn tht công
sut và chi phí vn hànhăchoăliăđin. Hay nói cách khác là hàm mục tiêu trong
quá trình vnăhƠnhăliăđin phân phi là gim chi phí vn hành và chi phí ngừng
cung cpăđin là bé nht.
Trong quá trình vn hành, các phụ tiăthayăđi liên tục vì vy xut hin nhiu
mục tiêu vn hƠnhăliăđin phân phiăđ phù hợp vi từngătrng hợp cụ th cho
Trang 8
h thngăđin.ăTuyănhiên,ăcácăđiu kin vnăhƠnhăli phân phi luôn phi tha mãn
cácăđiu kin sau:
- Cu trúc vn hành hình tia trong miătrng hợp.
- Tt c các phụ tiăđuăđợc cung cp đin, các ch tiêu kỹ thutănhădòngă
đin,ăđin áp, tần s của h thng phi trong phm vi cho phép.
- Các h thng bo v relay phiăthayăđi phù hợpăvƠăcóăđ tin cy cao.
- Đng dây, máy bin áp và các thit b khác không có ti.
1
2
3
Sw
Sw
Sw

Hình 2.2: Săđ liăđin mch vòng có mng 3 ngun vn hành h.
Khi vn hành h thngăđin phân phiănhăhìnhăβ.βăđ gim tn tht công
sutăhayănơngăcaoăđ tin cây cung cpăđin bằng cách chuynăđi ti cung cp từ
các ngunăkhácănhau,ăđm bo rằng các phụ tiăđuăđợc cung cpăđinăvƠălƠăli
đin phân phi là hình tia. Vic phân tích la chn các cách chuyn ti là ni dung
của bài lunăvĕnănƠy.

2.3. Các lý do phi vn hành hở liăđin phân phi.
Khiăliăđin vn hành h, tn thtănĕngălợng luôn lnăhn và chtălợng
đinănĕngăluônăkémăhnămtăliăđin vn hành kín. Khi có s c, thi gian tái lp
vic cung cpăđin củaăliăđin vn hành h s chmăhnădoăcóăthi gian chuyn
ti qua các tuyn dây khác.
Tuy nhiên, do tính chtăkhácănhauăcăbn gia liăđin phân phi và truyn
tiănhăsau:
- Sălợngăphầnătửănhălăra,ănhánhăr,ăthităbăbù,ăphụătiăcủaăliăphơnăphiăă
nhiuăhnăliătruynătiătừă5ăậ 7ălầnănhngămứcăđầuătăchăhnătừăβăậ β,5ălầnă
Trang 9
- CóărtănhiuăkháchăhƠngătiêuăthụăđinănĕngăviăcôngăsutănhăvƠănằmătrênă
dinărng,ănênăkhiăcóăsăc,ămứcăđăthităhiădoăgiánăđonăcungăcpăđinăăliăđină
phơnăphiăgơyăraăcũngăítăhnăsoăviăsăcăcủaăliăđinătruynăti.ă
Doănhng đặcătrngătrên,ăliăđinăphơnăphiăcầnăvnăhƠnhăhădùăcóăcuătrúcă
mchăvòngăvìăcácălýădoănhăsau:
- TngătrăđngădơyăcủaăliăđinăphơnăphiăvnăhƠnhăhălnăhnănhiuăsoă
viăvnăhƠnhăvòngăkínănênădòngăngắnămchăbéăkhiăcóăsăc.ăVìăvyăchăcầnăchnă
cácăthităbăđóngăcắtăcóădòngăngắnămchăchuăđngăvƠădòngăcắtăngắnămchăbé,ănênă
mứcăđầuătăgimăđángăk.
- TrongăvnăhƠnhăh,ăcácărelayăboăvălăraăchăcầnădùngăcácăloiărelayăđnă
ginărătinănhărelayăquáădòng,ăthpăápă…ămƠăkhôngănhtăthităphiătrangăbăcácă
loiărelayăphứcătpănhăđnhăhng,ăkhongăcách,ăsoălchă…ănênăvicăphiăhợpăboă
vărelayătrănênădădƠngăhn,ănênămứcăđầuătăcũngăgimăxung.
- Chăcầnădùngăcầuăchìătăriă(FCO:ăFuseăCutăOut)ăhayăcầuăchìătăriăktăhợpă
cắtăcóătiă(LBFCO:ăLoadăBreakăFuseăCutăOut)ăđăboăvăcácănhánhărăhìnhătiaătrênă
cùngămtăđonătrụcăvƠăphiăhợpăvi Recloserăđătránhăsăcăthoángăqua.
- Khiăsăc,ădoăvnăhƠnhăh,ănênăsăcăkhôngălanătrƠnăquaăcácăphụătiăkhác.
- DoăđợcăvnăhƠnhăh,ănênăvicăđiuăkhinăđină áp trênătừngătuynădơyădă
dƠngăhnăvƠăgimăđợcăphmăviămtăđinătrongăthiăgianăgiiătrừăăsăc.
- Nuăchăxemăxétăgiáăxơyădngămiăliăphơnăphi,ăthìăphngăánăkinhătălƠă

cácăliăhìnhătia.
1.8. Các bài toán tái cuătrúcăliăđin phân phi ở gócăđ vn hành.
CácăbƠiătoánăvnăhƠnhăliăđinăphơnăphiămôătăcácăhƠmămụcătiêuătáiăcuă
trúcăliăđinănhăsau:
- BƠiătoánă1:ăXácăđnhăcuătrúcăliăđinătheoăđăthăphụătiătrongă1ăthiăđonă
đăchiăphíăvnăhƠnhăbéănht.
- BƠiătoánăβ:ăXácăđnhăcuătrúcăliăđinăkhôngăthayăđiătrongăthiăđonăkhoă
sátăđătnăthtănĕngălợngăbéănht.
Trang 10
- BƠiătoánăγ:ăXácăđnhăcuătrúcăliăđinătiă1ăthiăđimăđătnăthtăcôngăsută
béănht.
- BƠiătoánă4:ăTáiăcuătrúcăliăđinăcơnăbằngătiă(giaăcácăđngădơy,ămáyăbină
thăngunăăcácătrmăbinăáp)ăđănơngăcaoăkhănĕngătiăcủaăliăđin.ă
- BƠiătoánă5:ăKhôiăphụcăliăđinăsauăsăcăhayăcắtăđinăsửaăcha.
- BƠiătoánă6:ăXácăđnhăcuătrúcăliătheoănhiuămụcătiêuănh:ătnăthtăcôngă
sutăbéănht,ămứcăđăcơnăbằngătiăcaoănht,ăsălầnăchuynătiăítănht,ăsụtăápăcuiăli
béănhtăcùngăđngăthiăxyăraă(HƠmăđaămụcătiêu).
- BƠiătoánă7:ăXácăđnhăcuătrúcăliăđinăvnăhƠnhătiăuăvƠăcóăđătinăcyăcungă
cpăđinălnănht.ăBƠiătoánănƠyăđợcăxétăđnătrongălunăvĕnănƠy.
CácăbƠiătoánăxácăđnhăcuătrúcăvnăhƠnhăcủaămtăliăđinăphơnăphiăccătiuă
tnăthtănĕngălợng,ăccătiuăchiăphíăvnăhƠnhăthoămƣnăcácăđiuăkinăkỹăthutăvnă
hƠnhăhayăbƠiătoánătínhătoánăđătinăcyăcungăcpăđinăchoăliăđinăphơnăphiăluônălƠă
bƠiătoánăquanătrngăvƠăkinhăđinătrongăvnăhƠnhăhăthngăđin.ăBngăβ.1ătrìnhăbƠyă
phmăviăứngădụngăcủaăcácăbƠiătoánătáiăcuătrúcătheoăđặcăđimăliăđinăphơnăphi.
Bng 2.1: Phm vi ứng dụng của các bài toán tái cuătrúcăli
Tên bài toán
1
2
3
4

5
6
7
Đặcăđimăliăđin
Khoáăđinăđợcăđiuăkhinătừăxa
x

x

x


Chiăphíăchuynătiăthp,ăkhôngămtă
đinăkhiăchuynăti
x

x

x

x
Chiăphíăchuynătiăcao,ămtăđină
khiăchuynăti

x
x

x
x

Liăđinăthngăxuyênăbăquáăti


x
x
x


Liăđinăítăbăquáăti

x
x

x
x
x
Liăđinăhầuănhăkhôngăquáăti
x
x
x

x

x
TrongălunăvĕnănƠy,ăbƠiătoánă7ăđợcăđaăraăhng giiăquytăbƠiătoánătrongă
cácăđiuăkinăvnăhƠnhăcủaăliăđinăphơnăphi:
TrongăđiuăkinăvnăhƠnhăbìnhăthng:
- Vnă hƠnhă liă đină saoă choă đă tină cyă cungă cpă đină củaă hă thngă lƠă lnă
nht.
Trang 11

- VnăhƠnhăliăđinăđmăboăcơnăbằngătiăđăgim khănĕngăquáătiătrênăhă
thng.
TrongăđiuăkinăvnăhƠnhăbăsăc:
- CácăthităbăboăvăphiălƠmăvicăcóăđătinăcyăcao,ăcôălpăvùngăbăsăc.
- Nhanhăchngăkhôiăphụcăcungăcpăđinăchoăcácăphụătiăbănhăhng.ă
- Đmăboăcơnăbằngăcôngăsutătrênăphụăti.
2.4. Các nghiên cu khoa hc v bài toán tiă uă cuă trúcă liă đin phân
phi.
2.4.1. Gii thiu.
Đ xácăđnh cuătrúcăli phân phiătheoăcácăbƠiătoánăthìăđầu tiên phi xây
dng mô hình toán hcăchoăli phân phi. Tùy theo từng bài toán mà ta tin hành
xây dng hàm mục tiêu cụ th. Trong lunăvĕnănƠyăchúngătaăcần phi xây dng hàm
mụcătiêuăđ ccăđiăđ tin cy cung cpăđin thông qua vic tính chi phí vn hành
và chi phí ngừng cung cpăđin cho h thng.
Vn đ tái cuătrúcăli phân phiăcũngătngăt nhăvic tính toán phân b
công sut tiăuăchoămtăliăđin. Tuy nhiên, tái cuătrúcăliăđin là mt yêu cầu
mt khiălợng bin ln do có nhiu bin s tácăđngăđn các trng thái của khóa
đinăvƠăcácăđiu kin vnăhƠnhănh:ăliăđin phân phi phi vn hành h, không
quá ti máy binăáp,ăđng dây, thit b đóngăcắt,ă…ăvƠăsụt áp ti h tiêu thụ nằm
trong gii hn cho phép.
V mặt toán hc, tái cuătrúcăli là bài toán quy hoch phi tuyn ri rc
theo dòng công sut chy trên các nhánh, ti [3] vnăđ đợcătrìnhăbƠyănhăsau:
CcătiuăhƠmăă
nn
ij ij
i 1 j 1
F C L




2.1
Vi:ă C
ij
:Hăsătrngălợngăcủaătnăthtătrênănhánhăij
L
ij
:ăTnăthtăcủaănhánhăniătừănútăiăđnănútăj
Thoămƣn điuăkinăsau:
n
ij j
i1
SD



2.2
ij ij max
SS
2.3
Trang 12
ij ij max
DV DV
2.4
tt
t
n
f f .max
f
SS




2.5
t
t
f
f
1




2.6
Trongăđó:
n Sănútătiăcóătrênăli.
S
ij,
DV
ij
Dòngăcôngăsut,ăSụtăápătrênănhánhăij
D
j
Nhuăcầuăcôngăsutăđinătiănútăj
t
f
S
Dòngăcôngăsut trênăđngădơyăf
t

f

t
Cácăđngădơyăđợcăcungăcpăđinătừămáyăbinăápăt
t
f

CóăgiáătrălƠă1ănuăđngădơyăf
t
lƠmăvic,ălƠă0ănuăđngădơyăf
t
không
lƠmăvicăă
HƠmămụcătiêuă(β.1)ăthăhinătngătnăthtătrênătoƠnăliăphơnăphi,ăcóăthă
đnăginăhoáăhƠmămụcătiêuăbằngăcáchăxétădòngăcôngăsutănhánhăchăcóăthƠnhăphầnă
côngăsutătiăvƠăđinăápăcácănútătiălƠăhằngăs.ăBiuăthứcă(β.β)ăđmăboăcungăcpăđủă
côngăsutătheoănhuăcầuăcủaăcácăphụăti.ăĐiuăkinăchngăquáătiătiătrmătrungăgiană
vƠăsụt ápătiăniătiêuăthụăđợcătrìnhăbƠyăquaă(β.γ)ăvƠă(β.4).ăBiuăthứcă(β.5)ăđmăboă
rằngăcácătrmăbinăthăhotăđngătrongăgiiăhnăcôngăsutăchoăphép,ătrongăkhiămngă
phơnăphiăhìnhătiaăđợcăđmăboăquaăbiuăthứcă(β.6).
Viă môă tă trên,ă táiă cuă trúcă hă thngă li đină phơnă phiă lƠă bƠiă toánă quyă
hochăphiătuynăriărc.ăHƠmămụcătiêuăbăgiánăđon,ărtăkhóăđăgiiăbƠiătoánătáiăcuă
trúcăbằngăphngăphápăgiiătíchătoánăhcătruynăthngăvìăkhiălợngătínhătoánăccă
kỳăln,ăngayăkhiăsửădụngăcácăgiăthuytăsau:
- Không xét đnăthităbăbùăcôngăsutăphnăkháng
- Thaoătácăđóng/cắtăđăchuynătiăkhôngăgơyănăđnhăcủaăhăthngăđin.
- ĐinăápătiăcácănútătiăkhôngăthayăđiăvƠăcóăgiáătrăgầnăbằngăU
đm
.
- KhiăgiiăquytăbƠiătoánăphơnăbăcôngăsutătrênăliăhìnhătia,ăbăquaăvicătnă
thtăcôngăsut.
Trang 13

- ĐătinăcyăcungăcpăđinăcủaăliăđinăphơnăphiăđợcăxemălƠăkhôngăđiăkhiă
cuătrúcăliăthayăđi.
Doăđó,ăkhiătipăcnăbƠiătoánătáiăcuătrúcăliăđinăphơnăphiăthìăcácănhƠăkhoaă
hcăthngăsửădụngăcácăphngăphápătìmăkimătiăuăsăchoăktăquăttăhn.ăCácă
phngăphápătìmăkimătiăuăthngăđợcăsửădụngătrongăbƠiătoánătáiăcuătrúcăliă
phơnă phiă nh:ă phngă phápă Heristică tiă uă hóa,ă Hă chuyênă gia,ă Thută toánă diă
truyn,…
2.4.2. Gii thut của Merlin và Back ậ kỹ thut vòng kín.
Gii thut Merlin và Back [5]ăkháăđnăgin:ă“Đóngătt c cácăkhóaăđin li
to thành mtăliăkín,ăsauăđóăgii bài toán phân b công sut và tin hành m lần
lợt các khóa có dòng chy qua bé nhtăchoăđnăkhiăliăđin dngăhìnhătia”.
 đơyăMerlinăvƠăBackăchoărằng vi mchăvòng,ăliăđin phân phi luôn có
mức tn tht công sut bé nht. Vì vyăđ cóăliăđin phân phi hình tia, Merlin và
Back lầnălợt loi b nhng nhánh có công sut nh nht, quá trình s chm dứt khi
tt c các phụ tiăđợc cung cpăđinăvƠăliăđin vn hành h.
Nhngăuăđim củaăphngăphápănƠy:
- Cuătrúcăli cuiăcùngăđc lp vi trngătháiăbanăđầu củaăcácăkhóaăđin.
- Quá trình thc hinăphngăphápănƠyădnăđn tiăuăhoặc gần tiăuătheoă
hàm mục tiêu.
Nhợcăđim củaăphngăphápănƠy:
- Phụ tiăđợc gi đnh hoàn toàn là ti tác dụngăvƠăđợc cung cp bi các
ngun hin ti s khôngăthayăđi trong quá trình thc hin tái cu trúc.
- SụtăápătrênăliăđợcăchoălƠăkhôngăđángăk.
- Các hn ch khác củaăliăđinăcũngăđợc b qua.
Từ nhngănhợcăđim trên thì Shirmohammadi và Hong [6] đƣăci tin gii
thut củaă Merlină vƠăBackă thuăđợc kt qu trong vic tìm kim gii pháp tiăuă
hoặc gần tiăuăcủa hàm mục tiêu. Gii thut này ch khác so vi gii thut nguyên
thủy của Merlin và Back  ch cóăxétăđnăđin th  các trm trung gian và yu t
liênăquanăđnădòngăđin (hình 2.3).
Trang 14

Shirmohammadi [6] là tác gi đầu tiên sử dụng kỹ thutăbmăvƠoăvƠărútăraă
mtălợng công sutăkhôngăđiăđ mô phng thao tác chuyn ti củaăliăđin phân
phi hotăđng h v mặt vtălýănhngăv mặt toán hc là mt mch vòng. Dòng
công sutăbmăvƠoăvƠărútăraălƠămtăđiălợng liên tục. Sau khi chnh sửa, kỹ thut
này vn còn có nhiuănhợcăđimănh:
- Mặtădùăđƣăápădụng các lut heuristic, gii thut này vn cần quá nhiu thi
gianăđ tìmăraăđợc cu trúc gim tn tht công sut.
- Tính cht không cân bằng và nhiuăphaăchaăđợc mô phngăđầyăđủ.
- Tn tht của thit b trênăđngădơyăchaăđợcăxétăđn trong gii thut.
Bắtăđầu
NhpăcuătrúcăliăđinăvƠăkhóaăđin
GiiăbƠiătoánăphơnăbăcôngăsut
GiiăbƠiătoánăphơnăbăcôngăsut
vƠăthayăthătiăbằngăcácăngunădòng
Đóngăttăcăcácăkhóaăđin
Măkhóaăđinăcóădòngăbéănht
Đóngăkhóaăđinăvừaăm
Măkhóaăđinăcóădòngăbéănhtătipătheo
Viăphmăcác
điuăkinăvnăhƠnh
Liăđinăhìnhătia
Ktăqu
Có
Không
Không
Có

Hình 2.3: Gii thut củaăMerLinăvƠăBackăđã đợc Shirmohammadi chnh sửa.
Trang 15
2.4.3. Gii thut của Civanlar và các cng s ậ kỹ thutăđi nhánh

Gii thut của Civanlar [7] da trên lut Heuristicăđ tái cuătrúcăliăđin
phân phi,ăluăđ mô t gii thutăđợc trình bày ti hình 2.4. Gii thut của Civan-
larăđợcăđánhăgiáăcaoănh cóăcácăđặtăđim sau:
 Xácăđnh hai quy lutăđ gim s lợngăkhóaăđin cần xem xét.
- Nguyên tắc chnăkhóaăđóng:ăvic gim tn tht ch có th đtăđợc nuănhă
có s chênh lchăđángăk v đin áp tiăkhóaăđangăm.
- Nguyên tắc chn khóa m: vic gim tn tht ch đtăđợc khi thc hin
chuyn ti  phíaăcóăđ sụt áp lnăsangăphíăcóăđ sụtăápăbéăhn.
 Xây dng hàm s mô t mức gim tn tht công sut tác dụng khi có s thay
đi trng thái của mt cặpăkhóaăđin trong quá trình tái cuătrúcăli.
 
*2
i M N loop i
iD
P(t) Re I (E E ) R | I |




  


2.7
Trongăđó:
D Tp các nút tiăđợc d kin chuyn ti.
I
i
Dòngăđin tiêu thụ của nút thứ i
E
M

Tn thtăđin áp do thành phầnăđin tr gây ra ti nút M
E
N
Tn thtăđin áp do thành phầnăđin tr gây ra ti nút N
R
loop
Tngăcácăđin tr trênăvòngăkínăkhiăđóngăkhóaăđinăđangăm.
Biu thứcăβ.7ăđợc rút gn từ phân tích mô hình ti phân b tp trung. Biu
thức này t ra chính xác khi ứng dụngăchoăcácăliăđin mu nh nhngăchaăđợc
kim chứng  liăđin ln.
Kỹăthutăđiănhánhăthăhinăăquáătrìnhăthayăthă01ăkhóaămăbằngăvƠă01ăkhoáă
đóngă trongă cùngă mtă vòngă đă gimă tnă thtă côngă sut.ă Vòngă đợcă chnă đă điă
nhánhălƠăvòngăcóăcặpăkhoáăđóng/măcóămứcăgimătnăthtăcôngăsutălnănht.ăQuáă
trìnhăđợcălặpăliăchoăđnăkhiăkhôngăthăgimăđợcătnăthtăna.ă
 GiiăthutăCivanlarăcóănhngăuăđimăsauă:
- Vicăxácăđnhădòngătiătngăđiăchínhăxác.
Trang 16
- Nhanhăchóngăxácăđnhăphngăánătáiăcuătrúcăcóămứcătnăthtănhăhnăbằngă
cáchăgimăsă liênă ktăđóngă cắtănhă quiătắcă heuristicsă vƠă sửă dụngă côngă thứcăthcă
nghimăđăxácăđnhămứcăđăgimătnăthtătngăđi.
 Tuyănhiên,ăgiiăthutăcũngăcònănhiuănhợcăđimăcầnăkhắcăphục:
- Mỗiăbcătínhătoánăchăxemăxétă01ăcặpăkhóaăđinătrongă01ăvòng.
- Chăđápăứngăđợcănhuăcầuăgimătnătht,ăchứăchaăgiiăquytăđợcăbài toán
ccătiuăhóaăhƠmămụcătiêu.
- VicătáiăcuătrúcăhăthngăphụăthucăvƠoăcuătrúcăxutăphátăbanăđầu.
Gimăsălầnăthaoătácăkhóaăđin
bằngăcáchăxemăxétăcácălutăheeuristic
Thcăhinăthaoătácăđóng/cắt
cóămứcăđăgimătnăthtăcôngăsut
Tínhătoánătnăthtăcôngăsutăcho

cácăthaoătácăđóngăcắtăđợcăđăngh
Các thao tác
đóngăcắtălƠmăgimătnătht
côngăsut
Phơnăbăcôngăsutăchoăliăđinămi
Kimătra
quáătiăvƠăđăsụtăáp
cho phép
Chnăthaoătácăđóng/cắtăktătip
Hăthngăđợcă
xemălƠătiău
Không
Có
Không
Có

Hình 2.4: Luăđ gii thut của Civanlar và các cng s
2.4.4. Thut toán di truyn ậ Genetic Algorithm (GA)
Gii thut di truyn (GA)doăD.E.ăGoldbergđ xutănĕmă1968,ăsauănƠyăđợc
phát trin biăL.DavisăvƠăZ.Michalevicz.ăĐơyălƠăthut toán hình thành từ vic nhn
Trang 17
xét th gii t nhiên: quá trình tin hoá t nhiên là quá trình tiăuănht, hoàn ho
nht.
Đơyăđợcăxemănhămtătiênăđ đúng,ăkhôngăchứngăminhăđợc,ănhngăphùă
hợp vi thc t kháchăquan.ăTătng chính của gii thut di truynălƠăbanăđầu phát
sinh ra mt lúc nhiu li giiăkhácănhauăsongăsong.ăSauăđóănhng li giiăđợc to
ra, chn nhng li gii tt nhtăđ lƠmăcăs phát sinh ra nhng li gii sau vi
nguyên tắcă“cƠngăv sau”ăcƠngăttăhn.ăQuáătrìnhăđóăcứ tip dinăchoăđn khi tìm
đợc li gii tiă uă ă trongă thi gian cho phép. Mục tiêu chính của gii thut di
truyn không nhằmăđaăraăli giiăchínhăxácămƠăđaăraăli giiătngăđi chính xác

trong thi gian cho phép. Gii thut di truyn tuy da trên tính nguănhiênănhngă
ngu nhiên có s điu khin. Tính tiăuăcủa quá trình tin hoá th hin  chỗ th
h sau bao gi cũngăttăhnă(phátătrinăhn,ăhoƠnăthinăhnăvƠăphù hợp vi môi
trngăhn)ăth h trc.
Gii thut này thích hợp cho vic tìm kim các bài toán có không gian
nghim ln:ănhăbƠiătoánătim kim mt mã khóa có 30 ch s, Bên cnhăđó,ăbƠiă
toán tái cu trúc mng phân phiăđin vi s lợng khóa vô cùng ln nên không
gian nghim của bài toán này rt ln,ăbƠiătoánănƠyăđòiăhi phiătìmăraăđợc cu trúc
tiăuătrongăthi gian nhanh nht.ăNhăvy thut toán di truynăđu mô phng bn
quá trình tinăhoáăcăbn:ălaiăghép,ăđt bin, sinh sn, chn lc t nhiên. Từ ýătng
vƠăđặcăđim của gii thut di truyn, ta nhn xét gii thut này rt thích hợpăđ gii
bài toán tái cu trúc.
Cácăbc quan trng trong vic áp dụng gii thut di truyn vào bài toán tái cu
trúc:
- Bc 1: chn ra mt s cu trúc ngu nhiên từ liăđin phân phiăđin.
- Bc 2: ký hiuăcácăkhóaăthngăđóngă(sectionnalizeăswitches)ătrongămng
đin phân phi lƠă0,ăcácăkhóaăthng m (tie switches) là 1.
- Bc 3: tìm h s thích nghi và hàm mục tiêu cho từng cuătrúcăđƣăđợc
chnăraăbanăđầu.
Trang 18
- Bc 4: chnăraăđợc cu trúc tt nht da vào hàm mục tiêu, tipătheoăđemă
cuătrúcănƠyăthayăđi mt s v trí hay còn giălƠăgơyăđt binăđ to ra cu trúc mi.
Công thứcăđ tínhătoánăgơyăraăđt bin
Bnp’(gen)ă=ăBnp(gen)ă+ăS*k*delta 2.8
Trongăđó:
 Bnp: chuỗi nh phân to ra bin ngu nhiên.
 Bnp’:ăchuỗi nh phân toăraădoăđt bin.
 S  (-1; 1) vi cùng xác xutăGGAPăđt bin
 k: giá tr ngu nhiên  (1, PRECI).
 Giá tr deltaăđợc tính

n
i
j
j1
1
delta a
2



2.9
Vi a
j
là v tríăcácăkhóaăđóng/m đợc mã hóa thành chuỗi nh phân.
- Bc 5: tính các h s thích nghi và hàm mục tiêu cho các cu trúc vừa mi
to ra, và loi b các cu trúc có hàm mục tiêu nh hn.
- Bc 6: nuăchaăht thi gian cho phép thì lp liăbcă4ăđ tìm cu trúc
mi.
- Bc 7: nu thi gian cho phép chm dứt thì dừngăchngătrìnhătìmăkim và
xut ra kt qu tính toán
 uăđim củaăphngăphápănƠy:
- Li gii không phụ thucăvƠoăcácăkhóaăđinăbanăđầu của mng.
- Có không gian tìm kim rng và bao quát, nh quá trình chn lc, lai hóa và
đt bin nên kt qu đtăđợcăthng là tiăuătoƠnăcục.
- ĐơyălƠăphngăphápăgiiăđầy timănĕng,ătrongătngălaiănu ci tinăđợc
thut toán này mnhăhnăvƠătcăđ tính toán củaămáyătínhănhanhăhnăthìăhoƠnătoƠnă
có th áp dụng vào bài toán thc t vn hành.
 Khuytăđim gii thut GA
- Do không gian tìm kim nghim rng ln nên hin tiăphngăphápănƠyăcóă
tcăđ gii còn khá chm.