基于動態(tài)規(guī)劃和遺傳算法的宿遷市城區(qū)配電網(wǎng)無功電源優(yōu)化配置研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展和電力系統(tǒng)運營方式的轉(zhuǎn)變，配電網(wǎng)的規(guī)劃與運行也面臨著技術(shù)與經(jīng)濟等方面的更高要求，無功電源優(yōu)化規(guī)劃是提高系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低網(wǎng)絡損耗、釋放線路容量、提高系統(tǒng)經(jīng)濟性和安全性的重要措施。并聯(lián)電容器補償是我國10kv等級配電網(wǎng)中廣泛采用的無功補償方式，本文重點研究了宿遷市城區(qū)配電網(wǎng)的電容器優(yōu)化配置問題，分析了如何在滿足電壓、功率等系統(tǒng)約束條件的前提下，實現(xiàn)投資效益的最大化。 本文提出用動態(tài)規(guī)劃與遺傳算法相結(jié)合的方法來解決電容

2、器優(yōu)化規(guī)劃問題。以系統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗費用與新增無功補償設備的投資費用之和為目標函數(shù)，同時以懲罰項的形式考慮系統(tǒng)各節(jié)點的電壓越限情況，該模型綜合考慮了各種制約因素，在經(jīng)濟性、安全性等方面的評估更為全面、合理。 動態(tài)規(guī)劃是解決多段決策過程最優(yōu)化問題的有效方法之一，應用動態(tài)規(guī)劃來進行無功電源優(yōu)化的主要思路是將優(yōu)化配置問題按時間順序分成若干步，然后對每一步作出決策，以使整個過程取得最優(yōu)的效果。每一階段的決策確定以后，又會作為初值對其后各階段

3、的決策產(chǎn)生影響，當所有階段的決策都按照最優(yōu)化原則完成后，整個問題的最佳決策過程就確定了。本文用網(wǎng)絡損耗對單位無功補償量的靈敏度a△P<,L>/aQ<,i>來衡量各節(jié)點對降低全系統(tǒng)有功損耗的影響度，這一方法求解速度快。但由于動態(tài)規(guī)劃的分析方法針對節(jié)點而非網(wǎng)絡，因此規(guī)劃精度不高，且靈敏度計算過程中為了簡化計算對網(wǎng)絡作出了過多假設，影響了分析精度與優(yōu)化結(jié)果的應用。 相反，用遺傳算法對規(guī)劃問題進行優(yōu)化，只要求問題可解，而沒有可微、連續(xù)性

4、等方面的約束，也不要求目標函數(shù)必須為凸函數(shù)。同時遺傳算法的搜索過程從多點出發(fā)，并引入了一定量的隨機因素，其全局尋優(yōu)的能力也更強。但算法計算量大，耗時較多。因此遺傳算法能夠以較大的概率收斂到全局最優(yōu)解，不需要過多的假設，規(guī)劃精度較高。故考慮將兩者相結(jié)合，取長補短，以動態(tài)規(guī)劃的初步結(jié)果作為遺傳算法的初值，在此基礎上進一步尋優(yōu)，以提高算法速度，同時保證優(yōu)化結(jié)果具有足夠的精度，獲得較理想的規(guī)劃結(jié)果。 本文用最大負荷損耗時間τ<,max>

5、來協(xié)調(diào)不同負荷水平下的電能損失費用，綜合考慮了不同負荷方式下新增無功補償設備對網(wǎng)絡損耗和投資費用的影響，避免了只考慮單一負荷方式所帶來的局限，使分析結(jié)果更為準確，更適合于不斷變化的負荷特性。在分析過程中，考慮到宿城區(qū)的配電網(wǎng)特點，如配電距離較短、X/R較小、輻射狀網(wǎng)絡等，應用前推回代法對配電網(wǎng)潮流進行計算，速度快，占用內(nèi)存少，避免了快速解耦法、牛頓法等對系統(tǒng)特性的依賴。 最后運用本文提出的算法對宿遷城區(qū)府苑變支路進行了無功優(yōu)化配