無(wú)功優(yōu)化技術(shù)研究

學(xué)術(shù)論壇無(wú)功優(yōu)化技術(shù)研究西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院康輝摘要:配電網(wǎng)無(wú)功補償的 目的就是要讓電網(wǎng)能夠以最小網(wǎng)絡(luò )損耗、以較高電壓質(zhì)量形式運行并能保障電力系統的可靠性。本文針對城市配電網(wǎng)，闡了無(wú)功功率的平衡及其方法，對無(wú)功優(yōu)化數學(xué)模型進(jìn)行了分析，以使電力系統有功網(wǎng)損最小為目標;采用牛頓拉夫遜算法對配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計算;采用遺傳算法或模擬退火算法進(jìn)行全局尋優(yōu)，實(shí)現電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化。關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);潮流計算;無(wú)功優(yōu)化;遺傳算法;模擬退火算法配電網(wǎng)無(wú)功補償的目的就是要讓電網(wǎng)能夠以最小網(wǎng)絡(luò )損耗、進(jìn)行控制,以較高電壓質(zhì)量形式運行并能保障電力系統的可靠性。針對城市制調整變壓器分接頭次數。配電網(wǎng)，闡述了無(wú)功功率的平衡及其方法，對無(wú)功優(yōu)化數學(xué)模型業(yè)做3)司)可以由控制變壓器的變、在電路中并接電容器等方法進(jìn)行了分析，以使電力系統有功網(wǎng)損最小為目標;近幾十年來(lái)，來(lái)調節配電網(wǎng)的電壓和無(wú)功率，從而可以減少電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )損耗，我國每年的裝機容量遞增速度大幅度提高，有利于緩解供電緊張節約電能。的局面。我國城市的電網(wǎng)電壓質(zhì)量普遍性不高。電力系統的末端搜索方向不對、迭代不收斂、過(guò)近速度慢、計算量大等問(wèn)題就是配電系統，因此它與電力用戶(hù)有著(zhù)密切的關(guān)系，直接影響著(zhù)經(jīng)常會(huì )在解決非線(xiàn)性規:劃法的無(wú)功優(yōu)化模型中到遇到。(3)整數規劃法( Mixed-Integer Programming )現將我對武功優(yōu)化技術(shù)的理解分析如下: 1. 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化(4)動(dòng)態(tài)規劃法( Dynamie Programming)的目的和意義:隨著(zhù)全球科技水平的提高，國際經(jīng)濟水平的快速把某個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題按多個(gè)階段來(lái)處理的優(yōu)化方法就是動(dòng)態(tài)規發(fā)展，開(kāi)發(fā)新型能源的迫切性，電力系統運行的經(jīng)濟效益越來(lái)越劃法，一系列比較簡(jiǎn)單的最優(yōu)化問(wèn)題就可由它將多階段決策問(wèn)題受關(guān)注。電力系統的管理不僅要注重系統的安全、可靠性還要重轉化而得。視它的經(jīng)濟性以及對電力企業(yè)和社會(huì )帶來(lái)的效益，如何做到科學(xué)1)遺傳算法( Genetic Algrithms ),管理，在保證安全、可靠的同時(shí)科學(xué)有效地優(yōu)化配置現有的有限遺傳算法是由美國Michigan大學(xué)的Holland教授于1975年首資源，減少電網(wǎng)損耗,提高供電的電能質(zhì)量,最終提高電能利用率，次提出,它的基本思想是基于Darwin的進(jìn)化論和Mendel的遺傳學(xué)。一直是受到人們密切關(guān)注和重視的。無(wú)功優(yōu)化要解決配電網(wǎng)的無(wú)生物在進(jìn)化過(guò)程中個(gè)體間是要通過(guò)優(yōu)勝劣汰的形式來(lái)尋找最優(yōu)的功資源規劃配置、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )運行和線(xiàn)損管理方面的問(wèn)題，他具有個(gè)體較強的實(shí)用意義。2. 配電網(wǎng)國內外的研究現狀:多目標、 多變量、2)模擬退火算法( Simulated Anneal Agorihms多約束的混合非線(xiàn)性規劃問(wèn)題是電力系統的無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題，它整模擬退火法是模擬高溫物體因溫度下降而內部原子動(dòng)能下降個(gè)優(yōu)化過(guò)程變得十分復雜就是因為其優(yōu)化變量既有連續變量又有I--種算法。它主要是把尋優(yōu)問(wèn)題求解和統計熱力學(xué)的熱平衡相離散變量，尤其是處理優(yōu)化過(guò)程中離散變量的難度的更大。線(xiàn)性對比，通過(guò)模擬高溫物體的逐步降溫的過(guò)程來(lái)漸近尋求所需的全規劃、非線(xiàn)性規劃、二次規劃、動(dòng)態(tài) 規劃等傳統的數學(xué)優(yōu)化方法局最優(yōu)解或近似最優(yōu)解。許多的學(xué)者也對模擬退火法的方案進(jìn)行的研究已經(jīng)比較成熟。但是它們仍然存在明顯的局限:第- -，電.了大量的研究。力系統的越來(lái)越大、控制變量的越來(lái)越多、其解空間的多維、復長(cháng)久以來(lái)， 我國一直重視高壓輸電網(wǎng)絡(luò )的無(wú)功優(yōu)化，研究的雜性使得這些方法不能實(shí)現全局最優(yōu),只能找到局部最優(yōu)解。第=力度加大，并取得了令人滿(mǎn)意的效果，且將其運用實(shí)踐中，顯示無(wú)功優(yōu)的二般更求可微成非線(xiàn)性外理出了良好的效果。但是一-直沒(méi)有重視到直沒(méi)有 重視到配電網(wǎng)的研究， 盡管在國處理問(wèn)題是非線(xiàn)性離散的，: -般要求可微或非線(xiàn)性處理的傳統方法會(huì )有較大的誤差。人們普遍關(guān)注高壓輸電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)家實(shí)施改造兩網(wǎng)工程以來(lái),出現了眾多的配電自動(dòng)化系統、設備、化問(wèn)題，且有較多運用于理論和實(shí)踐，相比而言，由于歷史原因裝置，但都僅限于改善供電的可掌性。，無(wú)論從運行實(shí)際還是研和自身特點(diǎn)配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化一一 直沒(méi)有成熟穩定的方法。究現狀，如何利用和配置無(wú)功資源從而降低電網(wǎng)損耗，提高電壓無(wú)功優(yōu)化技 術(shù)和配電網(wǎng)潮流計算兩個(gè)方面的問(wèn)題是配電網(wǎng)無(wú)合格率，提高配電網(wǎng)經(jīng)濟運彳行的研究都表現出很強的迫切性。為功優(yōu)化要解決的問(wèn)題。大量的配電網(wǎng)潮流計算是配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化此我構想利用這些算法合理優(yōu)化無(wú)功化技術(shù),使之更加完善，為的必要過(guò)程，使得輸電網(wǎng)潮流計算方法很難應用于配電網(wǎng)的原因我國的公民經(jīng)濟做貢獻。是由于配電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò )拓撲、元件參數、負荷特性以及計算方法等參考文獻:方面與高壓輸電網(wǎng)存在明顯的區別，國內外許多專(zhuān)家針對以上情[1]陳章潮，唐德光《城市電網(wǎng)規劃與改造》， 北京:中國電力出版況，對配電網(wǎng)潮流計算進(jìn)行了廣泛的探索與研究。與此同時(shí),無(wú)功優(yōu)化和潮流計算研究因為計算機的飛速發(fā)展和新的數學(xué)優(yōu)化算[2] 王海亭，潘殺，丁健《能量管理系統(EMS )調度工程師潮流》,法的引人而開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。無(wú)功優(yōu)化方法:在選擇無(wú)功優(yōu)化方電力系統自動(dòng)化.21(9)， 1997.7法時(shí)，我們應根據它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)合理地選取，要做到所選方[3] Fan Zhang, Garol s.Cheng.A Modified Newton Method for Radial Dis-法可以滿(mǎn)足目標函數和約束條件，并且考慮到無(wú)功優(yōu)化的特點(diǎn)。tibution Systom Power Flow Analys IEEE Trans on Power Sysems, 197， 12(1 )線(xiàn)性規劃法。這種方法是最優(yōu)化問(wèn)題的一 種特殊情形[4] 張學(xué)松，柳掉，于爾鏗等《配電網(wǎng)潮流算法的比較研究》，電網(wǎng)技也是運籌學(xué)的一-個(gè)重要分支,它的實(shí)質(zhì)是從多個(gè)變量中選取- -組術(shù).22(4)，1998: 45-49適當的變量作為解，使這組變量滿(mǎn)足- -組確定的線(xiàn)性式，而且使[5]鄢長(cháng)春，陳章《基于節點(diǎn)注入電流模型的配電網(wǎng)潮流算法》，電力-個(gè)目標函數達到最優(yōu)系統自動(dòng)化.23(17) , 199: 31-34.(2)非線(xiàn)性規劃法。在配電網(wǎng)中，典型的非線(xiàn)性規劃問(wèn)題[6]龔純，王正林《精通MATLAB最優(yōu)化計算》，北京:電子工業(yè)出版就是在配電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化在不考慮決策變量的離散特性條件下的問(wèn)題，提高模型的精度可通過(guò)引人非線(xiàn)性規劃來(lái)實(shí)現。[7]謝馳坤，陳陳《配電系統無(wú)功優(yōu)化調度中調節次數的優(yōu)化》，電力1)使目標函數最優(yōu)可用非線(xiàn)性規劃法優(yōu)化電容器的投切次系統及其自動(dòng)化200，12(5)數以處理電容器變量來(lái)實(shí)現。中國煤化工2)在優(yōu)化全網(wǎng)的電壓時(shí)，輻射型配電網(wǎng)采用非線(xiàn)性規劃法MYHCNMH GI 144 農家科技