縱橫交叉算法在地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化中的研究與應(yīng)用.pdf

1、近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平與電力工業(yè)的高速發(fā)展，以及電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷的擴(kuò)大，并且日趨復(fù)雜，電力系統(tǒng)無功功率對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面扮演著日益重要的角色。電網(wǎng)的無功優(yōu)化是在滿足電壓與發(fā)電機(jī)無功出力等狀態(tài)變量的約束條件下，通過調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的電機(jī)的抽頭電壓，有載調(diào)壓變壓器的分接頭位置、無功補(bǔ)償容量等可調(diào)控制態(tài)量，從而減少系統(tǒng)有功網(wǎng)損、改善電壓質(zhì)量、提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性。
　　無功優(yōu)化是一個(gè)多約束、多變量、非線性、高維度的優(yōu)化

2、問題，它具有整實(shí)數(shù)混合、不連續(xù)等特點(diǎn)。本文以有功網(wǎng)損最小為主要目標(biāo)函數(shù)建立了電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，并以懲罰系數(shù)的方式來處理節(jié)點(diǎn)電壓和發(fā)電機(jī)無功出力越限問題。
　　粒子群算法(PSO)等性能較為優(yōu)越的智能算法廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)無功優(yōu)化，它具有容易實(shí)現(xiàn)且前期收斂速度快等優(yōu)勢。但此類算法在處理多維度、多峰值的這類實(shí)際問題時(shí)，很容易陷入局部最優(yōu)，無法保證收斂精度。為了防止過早的陷入局部最優(yōu)解，本文引入了一種新穎的智能算法縱橫交叉算法(C

3、SO)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無功優(yōu)化。CSO算法引入競爭算子保證了收斂的精度，并且每次縱向交叉發(fā)生在同一個(gè)個(gè)體粒子的不同維之間，有效防止了優(yōu)化過程中在某些維度陷入局部最優(yōu)。在PSO算法中，前期收斂在全局歷史最優(yōu)值的引領(lǐng)下速度較快，受該點(diǎn)啟發(fā)，本文又提出了CSO與PSO組合的優(yōu)化算法，它不僅具備了CSO的全局搜索無盲點(diǎn)的搜索能力，也擁有PSO初期快速收斂的效果。
　　在Matlab軟件平臺(tái)下，將新穎的縱橫交叉算法CSO與CSO-PSO組合優(yōu)

4、化算法分別應(yīng)用在無功優(yōu)化問題上，采用IEEE14、IEEE57、IEEE118標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的算例仿真實(shí)驗(yàn)。與其他智能算法對(duì)比分析，CSO與CSO-PSO組合優(yōu)化算法不僅不易陷入局部最優(yōu)，增強(qiáng)了收斂的穩(wěn)定性，而且優(yōu)化效果增強(qiáng)的同時(shí)迭代次數(shù)也減少了。不同節(jié)點(diǎn)規(guī)模的優(yōu)化對(duì)比表明了，系統(tǒng)規(guī)模越大，引入的兩種新算法的優(yōu)越性更加明顯。最后把它們應(yīng)用到大規(guī)模的實(shí)際地區(qū)電網(wǎng)中（包括180個(gè)節(jié)點(diǎn)、148個(gè)優(yōu)化變量），證明所提出的算法在處理電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題