[發明專利]基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法

有效

• 申請號: 201610066690.X
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105552929B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 黃俊輝;談健;張文嘉;王荃荃;宗炫君;竇飛;陳正方
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司電力經濟技術研究院;北京清軟創新科技股份有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;G06N3/12;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安

本發明涉及一種基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法,包括如下步驟：（1）建立交直流系統模型，并計算交直流系統潮流，所述交直流系統模型由通過換流器傳遞功率得交流側和直流側組成；（2）通過由網損使用成本值表示的目標函數建立無功優化模型，并根據設定的約束條件對無功優化模型求解。有益效果為：將模擬退火遺傳算法引入到交直流系統的無功優化以及電壓控制分析中，通過結合兩種算法的特性，吸取兩種算法各自優點，可以較大概率尋找到全局最優解，同時收斂速度更快。

技術領域

本發明屬于電力領域，尤其涉及基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法。

背景技術

隨著交直流混合系統逐漸增多，直流對電網帶來的影響也逐漸凸顯出來，因此要對含交直流混合輸電的系統進行無功優化，從而維持無功平衡，實現對電壓的控制。對純交流電網的無功優化和電壓控制研究較為成熟，然而傳統方法對交直流系統無功優化容易產生“維數災”。

無功優化時采用遺傳算法雖適合處理離散變量，但容易陷入局部優化；而采用模擬退火法雖具有全局搜索能力，但所需時間過長。單獨使用其中一種方法具有很大的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法，采用以簡單遺傳算法和模擬退火法相結合的算法，在交流與直流輸電配合進行的混合輸電系統不斷建設的趨勢下，實現無功優化和電壓控制。為實現上述目的，本發明的基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法包括如下步驟：

(1)建立交直流系統模型，并計算交直流系統潮流，所述交直流系統模型由通過換流器傳遞功率得交流側和直流側組成；

(2)通過由網損使用成本值表示的目標函數建立無功優化模型，并根據設定的約束條件對無功優化模型求解。

所述基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法的進一步設計在于，所述步驟2)中的目標函數如式(1)：

min F＝EC(P_Loss)+Σ_i∈NGEC(Q_Gi)+Σ_j∈NCEC(Q_Cj) (1)

其中，EC(P_Loss)為網損成本，EC(Q_Gi)為節點i發電機的無功成本，NG為發電機節點總數，EC(Q_Cj)為節點j無功補償成本，NC為無功補償節點總數。

所述基于模擬退火遺傳算法的交直流系統的無功優化方法的進一步設計在 于，EC(P_Loss)的計算公式如式(2)、(3)、(4)、(5)：

EC(P_Loss)＝P_Loss×I_Loss (2)

P_Loss＝P_Loss(AC)+P_Loss(DC) (3)

P_Loss(AC)＝ΣG_ij[U_i²+U_j²-2×U_iU_j cosθ_ij] (4)

P_Loss(DC)＝ΣI_d²R_d (5)

其中，I_Loss為單位有功功率邊際價格，G_ij為連接節點i，j的電導，U_i、U_j分別為節點i，j的電壓，θ_ij為節點i，j的相差角。