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

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，配電網(wǎng)的規(guī)劃與運(yùn)行也面臨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)等方面的更高要求，無(wú)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(luò)損耗、釋放線路容量、提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要措施。并聯(lián)電容器補(bǔ)償是我國(guó)10kv等級(jí)配電網(wǎng)中廣泛采用的無(wú)功補(bǔ)償方式，本文重點(diǎn)研究了宿遷市城區(qū)配電網(wǎng)的電容器優(yōu)化配置問(wèn)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(shí)現(xiàn)投資效益的最大化。 本文提出用動(dòng)態(tài)規(guī)劃與遺傳算法相結(jié)合的方法來(lái)解決電容

2、器優(yōu)化規(guī)劃問(wèn)題。以系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗費(fèi)用與新增無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投資費(fèi)用之和為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)以懲罰項(xiàng)的形式考慮系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)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(jì)性、安全性等方面的評(píng)估更為全面、合理。 動(dòng)態(tài)規(guī)劃是解決多段決策過(guò)程最優(yōu)化問(wèn)題的有效方法之一，應(yīng)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來(lái)進(jìn)行無(wú)功電源優(yōu)化的主要思路是將優(yōu)化配置問(wèn)題按時(shí)間順序分成若干步，然后對(duì)每一步作出決策，以使整個(gè)過(guò)程取得最優(yōu)的效果。每一階段的決策確定以后，又會(huì)作為初值對(duì)其后各階段

3、的決策產(chǎn)生影響，當(dāng)所有階段的決策都按照最優(yōu)化原則完成后，整個(gè)問(wèn)題的最佳決策過(guò)程就確定了。本文用網(wǎng)絡(luò)損耗對(duì)單位無(wú)功補(bǔ)償量的靈敏度a△P<,L>/aQ<,i>來(lái)衡量各節(jié)點(diǎn)對(duì)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(dòng)態(tài)規(guī)劃的分析方法針對(duì)節(jié)點(diǎn)而非網(wǎng)絡(luò)，因此規(guī)劃精度不高，且靈敏度計(jì)算過(guò)程中為了簡(jiǎn)化計(jì)算對(duì)網(wǎng)絡(luò)作出了過(guò)多假設(shè)，影響了分析精度與優(yōu)化結(jié)果的應(yīng)用。 相反，用遺傳算法對(duì)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，只要求問(wèn)題可解，而沒(méi)有可微、連續(xù)性

4、等方面的約束，也不要求目標(biāo)函數(shù)必須為凸函數(shù)。同時(shí)遺傳算法的搜索過(guò)程從多點(diǎn)出發(fā)，并引入了一定量的隨機(jī)因素，其全局尋優(yōu)的能力也更強(qiáng)。但算法計(jì)算量大，耗時(shí)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(guò)多的假設(shè)，規(guī)劃精度較高。故考慮將兩者相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以動(dòng)態(tài)規(guī)劃的初步結(jié)果作為遺傳算法的初值，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步尋優(yōu)，以提高算法速度，同時(shí)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(fù)荷損耗時(shí)間τ<,max>

5、來(lái)協(xié)調(diào)不同負(fù)荷水平下的電能損失費(fèi)用，綜合考慮了不同負(fù)荷方式下新增無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)損耗和投資費(fèi)用的影響，避免了只考慮單一負(fù)荷方式所帶來(lái)的局限，使分析結(jié)果更為準(zhǔn)確，更適合于不斷變化的負(fù)荷特性。在分析過(guò)程中，考慮到宿城區(qū)的配電網(wǎng)特點(diǎn)，如配電距離較短、X/R較小、輻射狀網(wǎng)絡(luò)等，應(yīng)用前推回代法對(duì)配電網(wǎng)潮流進(jìn)行計(jì)算，速度快，占用內(nèi)存少，避免了快速解耦法、牛頓法等對(duì)系統(tǒng)特性的依賴(lài)。 最后運(yùn)用本文提出的算法對(duì)宿遷城區(qū)府苑變支路進(jìn)行了無(wú)功優(yōu)化配