[發明專利]一種基于改進分子動理論優化算法的電力系統無功優化方法

有效

• 申請號: 201710535891.4
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107230986B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 范朝冬;侯波;齊涵;易靈芝
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于改進分子動理論優化算法的電力系統無功優化方法，實現步驟如下：輸入電力系統原始數據和算法參數；對種群個體進行初始化；進行潮流計算；計算個體適應值；更新種群個體的位置及適應值；根據當前種群中個體適應值的優劣程度，通過計算提高自適應值，本發明的方式的方法降低了系統有功網損，提高電壓質量，而且優化了系統無功功率分布，為系統的安全穩定運行提供保障。

技術領域

本發明涉及一種基于改進分子動理論優化算法的電力系統無功優化方法，屬于電力系統技術領域。

背景技術

隨著我國經濟和技術的快速發展，工業和居民的用電需求量也逐年遞增，電網規模也隨之增大。電力系統日常運行的安全性和經濟性得到人們的高度重視。因此，保障其安全運行、降低其在傳輸過程中的各種損耗、提高其電能質量是相關部門當前所要解決的重要問題。

電力系統無功優化是減少有功網損、提高電能質量的重要手段之一，是保證電力系統安全運行的有效前提。其基本思路是：在滿足等式約束和不等式約束的前提下，通過合理調度控制變量，使電力系統中的目標性能指數達到最優。但是，該問題具有非線性、等式約束與不等式約束兼具和連續變量與離散變量兼有等特點，對優化方法的選擇要求較高，對其實現精確計算困難很大。分子動理論優化算法作為一種新型的啟發式算法，目前仍沒有將其用于求解電力系統相關問題。因此，本發明將改進的分子動理論優化算法應用到電力系統無功優化能很好的降低系統的有功網損，提高電壓質量的要求以及優化了系統的無功功率分布。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種改進的分子動理論優化算法，用于電力系統的無功優化，該算法性能好、快速、穩定，能夠降低了系統的有功網損，提高電壓質量。

本發明的具體實施方案

以IEEE-14節點系統為例。該系統共有14個節點和20條支路，其中包括5臺發電機，分別分布在節點1、2、3、6和節點8(其中，節點1為平衡節點，節點2、3、6和8為PV節點)，3臺有載調壓變壓器，分別分布在支路4-7、4-9和支路5-6，2個無功補償量，分別分布在節點9和節點14?？刂谱兞縳包括發電機端電壓、有載調壓變壓器變比和無功補償量等10個變量，各算法的參數設置如下：所有算法的種群規模都設置為Size＝50，最大迭代次數均設為Gen＝200，其中，KMTOA、C-KMTOA和TL-KMTOA中吸引率P₁＝0.64，排斥率P₂＝0.3，波動率P₃＝0.06。C-KMTOA算法的參數ε₁＝0.8、ε₂＝0.55；TL-KMTOA算法參數Mean＝0.7；DE算法的縮放因子F＝0.9，交叉概率為0.05；PSO算法中的加速常數c₁＝c₂＝2，慣性因子ω＝0.628。

(1)所采用的的電力系統無功優化數學模型為：

式中：f為目標函數，NTL為系統的支路數；g_k為支路k的電導；V_i為節點i的電壓；V_j為節點j的電壓；δij為節點i，j之間的相角差。為負荷節點數，為發電機節點數，V_i為負荷節點電壓，Q_Gi為發電機無功出力，λ_V：和λ_Q：分別是負荷節點電壓和發電機無功出力越界的懲罰因子，和分別是對應狀態變量超過上、下限制值時的設定值。

和可表示如下：

等式約束條件