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