[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)無功優(yōu)化方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610286604.6
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105720591A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樂健;周武;王銀鴿;羅漢武
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴(yán)彥

1.一種電力系統(tǒng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟，

1)輸入電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)以及相關(guān)算法參數(shù)；

2)產(chǎn)生初始種群，包括取發(fā)電機端電壓V_G、無功補償裝置的補償電容值B和變壓器支路變比K組成控制變量X＝[V_G,B,K]，以調(diào)整范圍作為搜索空間，隨機產(chǎn)生有NP個個體的初始種群，令當(dāng)代進化代數(shù)G＝1，其中NP為種群數(shù)；

3)適應(yīng)度值的計算，包括利用牛頓拉夫遜潮流法為初始種群的每個個體計算適應(yīng)度值大小，如下式

式中，F(xiàn)為目標(biāo)函數(shù)；P_loss為系統(tǒng)有功網(wǎng)損；M、N和N_l分別為負(fù)荷節(jié)點數(shù)、PV節(jié)點數(shù)和系統(tǒng)支路數(shù)；λ₁和λ₂分別為對負(fù)荷節(jié)點電壓越界和對發(fā)電機無功越界的懲罰因子；k表示支路的編號，a和b為第k條支路兩端對應(yīng)的節(jié)點，V_a和V_b為節(jié)點a和b的節(jié)點電壓，G_k為支路電導(dǎo)，δ_ab為節(jié)點間電壓相角差；V_p、Q_Gq分別為第p個負(fù)荷節(jié)點的節(jié)點電壓和第q個PV節(jié)點的發(fā)電機無功出力；V_plim和Q_Gqlim分別為V_p和Q_Gq的取值范圍，V_pmax和V_pmin為V_p的上下界，Q_Gqmax和Q_Gqmin為Q_Gq的上下界；

4)變異操作，包括為當(dāng)代種群的每個目標(biāo)向量X_i,G產(chǎn)生變異向量V_i,G:

V_i,G＝X_r1,G+F(X_r2,G-X_r3,G)

式中，G代表目前的進化代數(shù)；r1,r2,r3為在區(qū)間[1,NP]內(nèi)隨機產(chǎn)生的互不相同的整數(shù)，作為表示種群中不同個體的索引號，且與當(dāng)前目標(biāo)向量的索引號i不同；F是區(qū)間[0,2]之間的實數(shù)，用來控制差異向量(X_r2,G-X_r3,G)的縮放；

5)加入?yún)f(xié)方差矩陣學(xué)習(xí)機制的交叉操作，包括根據(jù)協(xié)方差矩陣學(xué)習(xí)的概率pb，協(xié)方差矩陣中個體站種群的比例ps，

如果隨機數(shù)rand(0,1)>＝pb，則直接將當(dāng)代種群中的目標(biāo)相量X_i,G和變異向量V_i,G進行交叉操作得到試驗向量U_i,G如下式，

式中，rand為服從在[0,1]之間均勻分布的隨機數(shù)，j為分量序號；CR為交叉概率，通常在[0,1]之間取值；l_i為從序列[1,2,…,D]中隨機選擇的維數(shù)變量索引，D是向量維數(shù)；

如果隨機數(shù)rand(0,1)<pb，則根據(jù)比例ps，按照協(xié)方差矩陣學(xué)習(xí)機制得到試驗向量U_i,G；

6)選擇操作，利用牛頓拉夫遜潮流法計算每個試驗向量適應(yīng)度值的大小，并比較每個試驗向量適應(yīng)度值和其對應(yīng)目標(biāo)向量的適應(yīng)度值的大小，若試驗向量適應(yīng)度值小于目標(biāo)向量適應(yīng)度值，則保留該試驗向量進入下一代種群，且其對應(yīng)的縮放因子F_i,G和交叉控制參數(shù)CR_i,G保持不變進入下一代，F(xiàn)_i,G+1＝F_i,G,CR_i,G+1＝CR_i,G；否則，目標(biāo)向量直接進入下一代，且按照雙峰分布參數(shù)設(shè)置產(chǎn)生下一代的縮放因子F_i,G+1和交叉控制參數(shù)CR_i,G+1；

7)終止條件判斷，包括以最大迭代次數(shù)為終止條件，達到最大迭代次數(shù)，則輸出最終的優(yōu)化結(jié)果，否則令G＝G+1，繼續(xù)轉(zhuǎn)至步驟4)。