基于GIS的配電網(wǎng)無功優(yōu)化的研究與應(yīng)用.pdf

1、地理信息系統(tǒng)(GIS)是集計算機科學、地理學、測繪學、信息和管理科學于一體的一項新興技術(shù)。正是由于GIS系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)分析和空間分析功能，它已經(jīng)被應(yīng)用到了配電網(wǎng)管理中，并成為配電自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一。而且隨著電網(wǎng)經(jīng)濟運行問題越來越受到重視，無功優(yōu)化成為配電自動化應(yīng)用中迫切需要解決的問題。 本文研究內(nèi)容屬橫向課題“配電自動化主站系統(tǒng)”的一部分。研究的目標是實現(xiàn)基于地理信息系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化高級功能模塊的開發(fā)。本文的主要研究如

2、下： 基于國產(chǎn)SuperMap Objects 5開發(fā)平臺，結(jié)合GIS組件和高級可視化編程語言Visual C＃開發(fā)了配電GIS系統(tǒng)。實現(xiàn)了傳統(tǒng)GIS的所有基本功能，包括：縮放、鷹眼、管理海量空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等，同時對SCADA數(shù)據(jù)實時顯示和保存，具有較高的實用性。 網(wǎng)絡(luò)拓撲是進行潮流計算的基礎(chǔ)，本文重新規(guī)定了節(jié)點的形成規(guī)則，結(jié)合深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先搜索方法形成了新的拓撲分析方法。通過對節(jié)點進行必要的合并形成了新的網(wǎng)絡(luò)拓

3、撲結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上采用了適合配電網(wǎng)的高效、實用的前推回代算法進行潮流及網(wǎng)損計算，計算效率高，收斂性能好。 建立了綜合考慮網(wǎng)損、電壓越限及電容器的投資費用為最小的符合實際配電網(wǎng)的無功綜合優(yōu)化數(shù)學模型。 在基本遺傳算法的基礎(chǔ)上，提出了一系列的改進策略。使用實數(shù)編碼方式，減少了計算復(fù)雜性，提高了運算效率。采用錦標賽選擇方法并保存每代最優(yōu)個體，克服了輪盤賭選擇盲目性的缺點。采用自適應(yīng)遺傳算法，根據(jù)具體的進化情況來自適應(yīng)調(diào)整交叉、

4、變異概率，提供相對某個解的最佳的交叉、變異概率，確保了進化穩(wěn)定，避免陷入局部最優(yōu)。提出了最優(yōu)個體最少保留代數(shù)與最大進化代數(shù)相結(jié)合的終止進化準則。通過測試函數(shù)的驗證，結(jié)果表明其優(yōu)化效果優(yōu)于基本遺傳算法，具有更高的應(yīng)用價值。 詳細介紹了改進遺傳算法在無功優(yōu)化應(yīng)用中的實現(xiàn)過程，開發(fā)了配電網(wǎng)無功優(yōu)化程序模塊，將該模塊作為高級功能模塊實現(xiàn)與GIS系統(tǒng)的無縫集成，使優(yōu)化結(jié)果更加清晰，具有一定的理論價值和實用價值，在實際配電網(wǎng)中應(yīng)用效果顯著。