基于PSO-DP算法的配電系統(tǒng)動態(tài)無功優(yōu)化研究.pdf

1、配電網(wǎng)無功優(yōu)化是保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要手段之一，通過控制有載調(diào)壓變壓器和無功補償裝置，在滿足調(diào)壓要求的前提下，盡量減少無功功率在配電系統(tǒng)中的流動，降低電網(wǎng)有功損耗。由于電力負(fù)荷隨時間的不斷變化，使無功電壓控制設(shè)備頻繁動作，不同時間斷面上的無功優(yōu)化方案存在耦合關(guān)系，這些現(xiàn)實問題給無功優(yōu)化的研究帶來很多困難。目前，動態(tài)無功電壓優(yōu)化問題已成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題。
　　 動態(tài)無功電壓優(yōu)化是在靜態(tài)無功優(yōu)化的基礎(chǔ)上，考慮負(fù)荷隨時間

2、的變化以及控制設(shè)備動作次數(shù)限制的非線性整數(shù)規(guī)劃問題。無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)不具有可微性和連續(xù)性，約束條件中既含有等式約束，又含有不等式約束，且變量中離散變量和連續(xù)變量共存。常規(guī)優(yōu)化算法和智能類算法求解動態(tài)無功優(yōu)化問題都存在一定的缺陷，所以通過多種算法之間的優(yōu)勢互補，形成針對無功優(yōu)化問題的混合算法，將是無功優(yōu)化算法研究的發(fā)展方向。
　　 負(fù)荷曲線分段情況的不同直接影響控制設(shè)備動作次數(shù)和動作時間，如果負(fù)荷曲線分段數(shù)目越多，則優(yōu)化

3、效果越好，但增加了控制設(shè)備的動作次數(shù)。因此，合理的負(fù)荷曲線分段有利于獲得控制設(shè)備的最優(yōu)控制策略，本文提出了根據(jù)無功負(fù)荷變化率的大小進行動態(tài)分段的方法。
　　 通過對動態(tài)無功優(yōu)化及其算法的研究，選取有載調(diào)壓變壓器和可投切電容器為控制變量，建立了兩階段優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，第一階段是在不考慮控制設(shè)備動作次數(shù)約束的條件下，以系統(tǒng)有功損耗最小和平均電壓偏差最小為目標(biāo)，使用粒子群優(yōu)化(簡稱PSO)算法求解各時段的靜態(tài)無功優(yōu)化問題，把各時段的最優(yōu)解

4、和滿足約束條件的多個次優(yōu)解作為第二階段優(yōu)化的狀態(tài)變量；第二階段為了優(yōu)化控制設(shè)備的動作次數(shù)，延長其使用壽命，以所有控制設(shè)備總的動作次數(shù)最小為目標(biāo)，使用動態(tài)規(guī)劃(簡稱DP)算法優(yōu)化求解。使用兩種算法分階段求解動態(tài)無功優(yōu)化問題，優(yōu)勢互補，具有很大的實用價值。
　　 綜合所提出的負(fù)荷曲線動態(tài)分段方法、動態(tài)無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型和選用的兩種算法，本文提出了完整的求解動態(tài)無功優(yōu)化問題的思路，通過由小到大不斷修改無功負(fù)荷變化率門檻值ε，反復(fù)利用PS

5、O算法和DP算法的求解所建立的動態(tài)無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，直到滿足控制設(shè)備動作次數(shù)約束為止。
　　 采用Python語言編程，在PSS/E軟件上對山東省青州配電網(wǎng)實際算例進行了仿真計算，實例仿真結(jié)果表明，PSO-DP算法求解無功優(yōu)化問題的精度比較高，計算速度快，收斂性好，優(yōu)化控制方案既能滿足配電系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的要求，又優(yōu)化了每個控制設(shè)備的動作次數(shù)和最佳動作時間，延長了其使用壽命。進一步驗證了本文的方法適合求解配電網(wǎng)動態(tài)無功優(yōu)化問題，