本發(fā)明涉及一種特高壓交流電網(wǎng)高壓電抗器優(yōu)化配置方法，特別涉及一種基于最優(yōu)補(bǔ)償度的特高壓交流電網(wǎng)的高壓電抗器優(yōu)化配置方法，屬于電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行與控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：基于能源資源和負(fù)荷需求逆向分布的國情，國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“發(fā)展特高壓交流輸電，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)國家電網(wǎng)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，特高壓電網(wǎng)具有遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、高效率等特點(diǎn)，促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大可再生能源基地的開發(fā)，對實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置具有重要意義。特高壓交流輸電線路電壓等級高，單位長度的線路電容產(chǎn)生的容性充電功率顯著增加，當(dāng)線路末端空載或者輕再時，線路末端會產(chǎn)生電壓升高現(xiàn)象。當(dāng)線路故障后將產(chǎn)生過電壓，同樣會對設(shè)備或者系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來危害。隨著特高壓輸電工程建設(shè)不斷增加，電網(wǎng)傳輸?shù)碾娔軐⒋蟠筇岣撸瑫r電網(wǎng)傳輸?shù)碾娏坑锌赡茈S時會發(fā)生變化，對線路的無功功率平衡和電壓的有效控制提出了更高的要求。為抑制特高壓線路的容性無功，特高壓輸電線路一般都加裝并聯(lián)電抗器，進(jìn)行無功補(bǔ)償。在電力系統(tǒng)中，并聯(lián)電抗器的主要作用為：補(bǔ)償長線電容效應(yīng)，限制工頻電壓升高，保護(hù)用電設(shè)備，降低線路有功損耗，防止諧振過電壓，減少潛供電流，加速潛供電弧熄滅，抑制操作過電壓等。在高壓輸電設(shè)備中其主要作用是補(bǔ)償線路的容性無功，防止電網(wǎng)因容性功率過高而引起電壓升高。特高壓電網(wǎng)輸電能力隨著并聯(lián)高抗補(bǔ)償度的增加而減少，甚至限制了輸電能力，降低了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。同時考慮無功竄動和輸電能力的最優(yōu)補(bǔ)償度下的高壓并聯(lián)電抗器優(yōu)化配置策略是實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償和保證輸電能力的有效形式，也是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行的有效措施。目前，國內(nèi)外對于特高壓并聯(lián)高抗補(bǔ)償?shù)难芯恐饕性谔馗邏翰⒙?lián)電抗器調(diào)節(jié)基本原理及調(diào)節(jié)范圍，補(bǔ)償位置與補(bǔ)償容量對穩(wěn)態(tài)電壓的影響，補(bǔ)償容量對工頻過電壓的影響，高抗與低抗相配合的協(xié)調(diào)控制策略，無功補(bǔ)償設(shè)備投切策略，svc、svg等新型無功補(bǔ)償元器件的應(yīng)用。對于同時考慮無功竄動和輸電能力的最優(yōu)補(bǔ)償度下的高壓并聯(lián)電抗器優(yōu)化配置策略的研究開展較少。目前特高壓輸電線路高抗配置只考慮了特高壓輸電線路的運(yùn)行特性，一般只按滿足于對特高壓輸電線路容性充電功率的補(bǔ)償來設(shè)置補(bǔ)償容量，并沒有從電網(wǎng)的整體角度考慮，滿足特高壓輸電線路工頻過電壓要求的輸電線路補(bǔ)償度與線路兩端系統(tǒng)強(qiáng)度有關(guān)，一些研究集中在理論分析階段，并沒有給出一些量化的指標(biāo)來確定無功補(bǔ)償是否合理，應(yīng)用具有較大的局限性，不有效指導(dǎo)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和系統(tǒng)的調(diào)度控制要求，實(shí)用性較差。解決問題的關(guān)鍵是如何在滿足補(bǔ)償輸電線路容性充電功率的同時滿足限制工頻過電壓和提高輸電能力的要求，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)補(bǔ)償度下的高壓并聯(lián)電抗器的優(yōu)化配置。該優(yōu)化配置策略的復(fù)雜性在于，一方面，優(yōu)化配置策略要適應(yīng)多種運(yùn)行工況下的變動，如系統(tǒng)運(yùn)行方式、特高壓大區(qū)聯(lián)網(wǎng)功率波動頻繁等等，運(yùn)行工況不同，要求補(bǔ)償?shù)母呖沟难a(bǔ)償度也不同，而且其輸電線路功率損耗、輸電能力，系統(tǒng)穩(wěn)定性等有關(guān)。另一方面滿足限制工頻過電壓需要的高抗補(bǔ)償度需考慮特高壓輸電線路兩端系統(tǒng)的強(qiáng)度，如特高壓線路參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)，特高壓線路短路容量，潛供電流等。如何確定適應(yīng)各種運(yùn)行工況的高壓并聯(lián)電抗器最優(yōu)補(bǔ)償度是一個關(guān)鍵問題。本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)上存在的上述問題，基于特高壓電網(wǎng)機(jī)電電磁暫態(tài)混合仿真，實(shí)現(xiàn)在滿足補(bǔ)償輸電線路容性充電功率的同時滿足限制工頻過電壓和提高輸電能力的要求，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)補(bǔ)償度下的高壓并聯(lián)電抗器的優(yōu)化配置。本發(fā)明采用的方法能夠更有效和可靠地進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗的配置，為特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和系統(tǒng)調(diào)度控制提供技術(shù)依據(jù)和實(shí)用化方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)上存在的上述問題，基于特高壓電網(wǎng)機(jī)電電磁暫態(tài)混合仿真，實(shí)現(xiàn)在滿足補(bǔ)償輸電線路容性充電功率的同時滿足限制工頻過電壓和提高輸電能力的要求，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)補(bǔ)償度下的高壓并聯(lián)電抗器的優(yōu)化配置。本發(fā)明采用的方法能夠更有效和可靠地進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗的配置，為特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和系統(tǒng)調(diào)度控制提供技術(shù)依據(jù)和實(shí)用化方法。本發(fā)明提出這種基于最優(yōu)補(bǔ)償度的特高壓交流電網(wǎng)高壓并聯(lián)電抗器的優(yōu)化配制方法的思想是：基于特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電電磁暫態(tài)混合仿真模型，考慮特高壓交流電網(wǎng)各種運(yùn)行條件，分析了特高壓交流電網(wǎng)的運(yùn)行特性。根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、短路容量、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立了目標(biāo)函數(shù)，尋求最優(yōu)補(bǔ)償度，從而較大的提高了特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗配置的實(shí)用性和可靠性。本發(fā)明給出的技術(shù)方案是：在特高壓電網(wǎng)中，由并聯(lián)高壓電抗器來平衡特高壓交流輸電線路的容性無功和限制過電壓，同時考慮無功竄動和傳輸功率，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)的并聯(lián)高抗配置，通過尋求最優(yōu)補(bǔ)償度來確定特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗的優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)特高壓交流電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其特點(diǎn)包括以下步驟：步驟1)確定特高壓電網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；步驟2)獲取特高壓交流電網(wǎng)的各電氣元件參數(shù)；步驟3)基于adpss建立特高壓電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)仿真模型；步驟4)編排系統(tǒng)運(yùn)行方式；步驟5)未裝設(shè)并聯(lián)高壓電抗器的特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行特性分析；(1)針對系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真；(2)分析不同運(yùn)行方式下，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(3)分析特高壓交流輸電線路及主變運(yùn)行特性；(4)確定特高壓交流電網(wǎng)的無功需求；步驟6)綜合考慮高壓電抗器的安裝位置、補(bǔ)償度的特高壓電網(wǎng)運(yùn)行特性仿真計(jì)算與分析；(1)針對某一特定運(yùn)行方式，選定一條線路作為參考，高壓電抗器安裝在線路首端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(2)高壓電抗器安裝在線路末端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(3)高壓電抗器按比例安裝在線路首、末兩端端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(4)根據(jù)仿真結(jié)果確定高壓電抗器的安裝位置以及補(bǔ)償度。步驟7)特高壓交流電網(wǎng)無功竄動最小水平指標(biāo)；步驟8)根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立目標(biāo)函數(shù)；步驟9)最優(yōu)補(bǔ)償度確定；步驟10)最優(yōu)補(bǔ)償度下的特高壓交流電網(wǎng)電抗器優(yōu)化配置；步驟11)最優(yōu)配置方案下的特高壓交流電網(wǎng)安全穩(wěn)定性校核。特高壓交流電網(wǎng)是指骨干網(wǎng)架電壓等級在1000kv及以上的電網(wǎng)。特高壓交流電網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是指以1000kv交流輸電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，超高壓輸電網(wǎng)和高壓輸電網(wǎng)以及特高壓直流輸電、高壓直流輸電和配電網(wǎng)構(gòu)成的分層、分區(qū)、結(jié)構(gòu)清晰的電網(wǎng)。獲取特高壓交流電網(wǎng)的電氣元件參數(shù)是指特高壓輸電線路、主變壓器、負(fù)荷參數(shù)，發(fā)電機(jī)參數(shù)；編排系統(tǒng)運(yùn)行方式是指夏季大方式，夏季小方式，冬季大方式，冬季小方式。獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)是指特高壓交流線路電壓、電流、有功功率、無功功率、工頻過電壓、潛供電流等電網(wǎng)計(jì)算和控制所需要的參數(shù)。高壓電抗器補(bǔ)償度是指感性無功功率與容性無功功率的比值；kb＝qb/qc。其中，qb輸電線路上所有并聯(lián)電抗器的總?cè)萘?，qc輸電線路的容性無功功率。特高壓交流電網(wǎng)無功竄動是指當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，電網(wǎng)潮流發(fā)生變化，本線路無功轉(zhuǎn)移到其他線路，引起其他線路無功功率發(fā)生變化。特高壓交流電網(wǎng)無功竄動最小水平指標(biāo)是指特高壓交流線路無功功率竄動大小與相應(yīng)短路容量的比值。根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立目標(biāo)函數(shù)：minfi(k)＝min(fi1+fi2+fi3)+λifi4線性約束：非線性約束：其中，qci為無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償容量，和分別為其上下限值；ttj、和分別為可調(diào)變壓器分接頭及其上下限值；idk、udl、pdn分別為控制電流、電壓、功率；和和和分別表示相應(yīng)的上下限值。其中，fi1，fi2，fi3，fi4無功竄動、輸送功率變化、電壓變化量、變壓器低壓側(cè)低抗和低容配置容量，分別為fi1，fi2，fi3，fi4分別為將fi1，fi2，fi3，fi4歸一化后的值。確定最優(yōu)補(bǔ)償度：(1)綜合考慮特高壓輸電線路電壓和無功的靈敏度，對特高壓電網(wǎng)無功配置水平進(jìn)行評估，確定需要首先優(yōu)化高抗配置的節(jié)點(diǎn)。(2)計(jì)算各指標(biāo)的值并進(jìn)行歸一化處理(3)利用多目標(biāo)尋優(yōu)的方法，確定最優(yōu)補(bǔ)償度。最優(yōu)補(bǔ)償度下的特高壓交流電網(wǎng)電抗器優(yōu)化配置：比較配置方案對不確定性因素的適應(yīng)性，包括并網(wǎng)的風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電不同的出力水平、未來電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變動、特高壓直流接入系統(tǒng)等情況。提出特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高亢的優(yōu)化配置方案。最優(yōu)配置方案下的特高壓交流電網(wǎng)安全穩(wěn)定性校核：對新方案進(jìn)行安全校核，包括高壓電抗器并離網(wǎng)是否存在過電壓、潛供電流以及是否存在諧振等問題。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：1.本發(fā)明提出這種基于最優(yōu)補(bǔ)償度的特高壓交流電網(wǎng)高壓并聯(lián)電抗器的優(yōu)化配制方法是基于特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電電磁暫態(tài)混合仿真模型，考慮特高壓交流電網(wǎng)各種運(yùn)行條件，分析了特高壓交流電網(wǎng)的運(yùn)行特性。根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、短路容量、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立了目標(biāo)函數(shù)，尋求最優(yōu)補(bǔ)償度，從而較大的提高了特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗配置的實(shí)用性和可靠性。2.在特高壓電網(wǎng)中，由并聯(lián)高壓電抗器來平衡特高壓交流輸電線路的容性無功和限制過電壓，同時考慮無功竄動和傳輸功率，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)的并聯(lián)高抗配置，通過尋求最優(yōu)補(bǔ)償度來確定特高壓交流電網(wǎng)并聯(lián)高抗的優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)特高壓交流電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。3.本方法便于修改和商業(yè)化開發(fā)。在優(yōu)化配置過程中，通過編制的優(yōu)化算法程序，進(jìn)行高亢的優(yōu)化配置，這些特點(diǎn)使得本方法便于商業(yè)化開發(fā)。附圖說明圖1特高壓交流電網(wǎng)高壓電抗器優(yōu)化配置方法的總體流程圖。圖2是特高壓交流電網(wǎng)分布參數(shù)等值電路。圖3特高壓交流電網(wǎng)線路受端裝設(shè)并聯(lián)電抗器的等值電路。圖4特高壓交流電網(wǎng)線路末端裝設(shè)并聯(lián)電抗器的等值電路。圖5特高壓交流電網(wǎng)線路兩端裝設(shè)并聯(lián)電抗器的等值電路。圖6特高壓交流電網(wǎng)接線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和算例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，一種特高壓交流電網(wǎng)高壓電抗器優(yōu)化配置方法包括以下步驟：步驟1)確定特高壓電網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；步驟2)獲取特高壓交流電網(wǎng)的各電氣元件參數(shù)；步驟3)基于adpss建立特高壓電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)仿真模型；(1)根據(jù)國內(nèi)某電網(wǎng)2020年規(guī)劃和方式數(shù)據(jù)，建立特高壓電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)模型(2)根據(jù)變壓器、高抗和線路的具體數(shù)據(jù)，需要分析的電磁暫態(tài)模型。步驟4)編排系統(tǒng)運(yùn)行方式；步驟5)未裝設(shè)并聯(lián)高壓電抗器的特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行特性分析；(1)針對系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真；(2)分析不同運(yùn)行方式下，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(3)分析特高壓交流輸電線路及主變運(yùn)行特性；(4)根據(jù)各節(jié)點(diǎn)電壓的具體情況，確定特高壓交流電網(wǎng)的無功需求；步驟6)綜合考慮高壓電抗器的安裝位置、補(bǔ)償度的特高壓電網(wǎng)運(yùn)行特性仿真計(jì)算與分析；(1)針對某一特定運(yùn)行方式，選定一條線路作為參考，高壓電抗器安裝在線路首端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(2)高壓電抗器安裝在線路末端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(3)高壓電抗器按比例安裝在線路首、末兩端端，根據(jù)補(bǔ)償度取不同值0.7,0.8,0.9，進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，獲取特高壓交流電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；(4)根據(jù)仿真結(jié)果確定高壓電抗器的安裝位置以及補(bǔ)償度。步驟7)特高壓交流電網(wǎng)無功竄動最小水平指標(biāo)；步驟8)根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立目標(biāo)函數(shù)；步驟9)最優(yōu)補(bǔ)償度確定；步驟10)最優(yōu)補(bǔ)償度下的特高壓交流電網(wǎng)電抗器優(yōu)化配置；步驟11)最優(yōu)配置方案下的特高壓交流電網(wǎng)安全穩(wěn)定性校核。圖1圖是總體流程圖，與上述計(jì)算步驟是一致的，值得說明的是從圖中的流程可以看出，本方法是通過建立特高壓電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)模型和電磁暫態(tài)模型，分析特高壓輸電線路高抗配置下的電磁暫態(tài)現(xiàn)象，計(jì)算了不同補(bǔ)償度及高壓電抗器不同安裝位置下特高壓交流母線的過電壓，本方法提出了特高壓交流電網(wǎng)無功竄動最小水平指標(biāo)，并且通過建立特高壓輸電線路的無功竄動、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立目標(biāo)函數(shù)，編制程序計(jì)算確定最優(yōu)補(bǔ)償度，這是與其他方法的本質(zhì)所在。圖2是特高壓交流線路分布參數(shù)等值電路，本方法算例中考慮兩回特高壓輸電線路以及四臺高壓變壓器的等值，其中線路型號為lgj-630*8，具體線路參數(shù)及高壓主變參數(shù)如下表所示。由于特高壓交流線路較長，特高壓交流線路在故障過程中，會產(chǎn)生過電壓因此需要考慮特高壓輸電線路的波過程。圖3～圖5是特高壓交流電網(wǎng)中高壓電抗器安裝在不同位置的接線圖，特高壓的容性無功可通過加裝并聯(lián)電抗器來抑制，而并聯(lián)電抗器安裝位置對特高壓輸電線路容性無功抑制作用效果不同，為了確定并聯(lián)電抗器加裝在何處對特高壓輸電線路穩(wěn)態(tài)電壓影響作用最大，以及確定最優(yōu)補(bǔ)償度，圖3～圖5給出了并聯(lián)電抗器加裝在特高壓線路首端末端和兩端三種情況，并且根據(jù)仿真平臺計(jì)算了三種情況下補(bǔ)償度與電壓的關(guān)系。如圖3所示，電抗器加裝在s端，特高壓m側(cè)電壓始終高于s側(cè)，且隨著補(bǔ)償度的增加，并聯(lián)電抗器對s側(cè)的電壓抑制較大，補(bǔ)償度從0.7增加到0.9時，s端電壓下降21kv，m端下降15，當(dāng)補(bǔ)償度為0.7時首端電壓為1061kv，末端電壓為1099kv，高于額定電壓1050kv。如圖4所示，電抗器加裝在m末端，補(bǔ)償度達(dá)到時0.4，首末端電壓相等為1082kv。補(bǔ)償度繼續(xù)增大，則m側(cè)電壓低于s側(cè)，且兩端電壓差不斷增大。補(bǔ)償度為0.7時，首末端電壓差為13；補(bǔ)償度為時0.9，首末端電壓差為30，s端為1057kv，m端電壓為1027kv。電如圖5所示，抗器加裝在兩端，m端電壓高于s端，但m端與s端的電壓差值較小。隨著補(bǔ)償度增大，電壓差逐漸減小，補(bǔ)償度為0.7時，電壓差為9kv，補(bǔ)償度達(dá)到時0.9，電壓差為5kv。補(bǔ)償度為時0.8，s端電壓為1051kv，m端電壓1062kv。.為采取這種補(bǔ)償方式時，線路上的電壓分布更加均衡。圖6是特高壓交流電網(wǎng)接線圖，圖中給出了特高壓電抗器的具體配置位置，以及低壓電抗器和電容器的配置容量。并聯(lián)電抗器對特高壓輸電線路兩端電壓都有抑制作用，在線路兩端都加裝電抗器時，線路兩端的電壓分布更加均衡。同時當(dāng)并聯(lián)電抗器補(bǔ)償度取50％—90％時，工頻過電壓小于國家規(guī)定的特高壓系統(tǒng)工頻過電壓水平(1.3p.u.)。本方法根據(jù)特高壓輸電線路的無功竄動、輸送功率與補(bǔ)償度的關(guān)系建立目標(biāo)函數(shù)來確定最優(yōu)補(bǔ)償度的計(jì)算方法采用的是基本粒子群優(yōu)化算法。采用的基本粒子群優(yōu)化算法是一種模擬鳥群飛行覓食行為的算法。在基本粒子群優(yōu)化算法中，每個粒子的位置都可以看作是問題空間中的一個可行解，粒子的狀態(tài)主要通過其位置向量和速度向量進(jìn)行描述。所有粒子根據(jù)自身的飛行經(jīng)驗(yàn)以及同伴的飛行經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整自身的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行全局搜索從而找到全局最優(yōu)位置。假設(shè)一個種群中粒子的個數(shù)為n，搜索空間為d維。則第i個粒子的位置表示為xi＝(xi1,xi2,…xij…,xid)，速度表示為vi＝(vi1,vi2,…vij…,vid)，其中1≤i≤n，1≤j≤d，xij表示第i個粒子位置的第j維分量，vij表示第i個粒子速度的第j維分量。則第i個粒子的歷史最佳位置可以表示為pbest＝(pbesti1,pbesti2,…pbestij…,pbestid)，其中1≤i≤n，1≤j≤d，pbestij表示第i個粒子的最佳位置的第j維分量。令f(x)為種群的適應(yīng)度函數(shù)，則種群的最佳位置表示為：gbest＝(gbest1,gbest2,…gbestk…,gbestd)＝min{f(pbest1),f(pbest2),…f(pbesti)…f(pbestn)}其中g(shù)bestk表示種群最優(yōu)位置的第k維分量，1≤k≤d，f(pbesti)表示第i個粒子的歷史最佳位置所對應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)值，1≤i≤n。設(shè)第i個粒子在t+1次迭代時的速度和位置的第d維分量分別為vid(t+1)和xid(t+1)，則其更新方程為：vid(t+1)＝w*vid(t)+c1*rand()*[pbestid(t)-xid(t)]+c2*rand()*[gbestid(t)-xid(t)]xid(t+1)＝xid(t)+vid(t+1)w表示權(quán)重因子，vid(t)表示第i個粒子在第t次迭代時速度的第d維分量，c1和c2表示學(xué)習(xí)因子，rand()表示[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)，gbestd(t)，表示第t次迭代時種群最優(yōu)位置的第d維分量。vid(t+1)＝w*vid(t)+c1*rand()*[pbestid(t)-xid(t)]+c2*rand()*[gbestid(t)-xid(t)]中第一部分表示粒子的慣性速度，第二部分表示粒子的位置與該粒子歷史個體最佳位置之間的關(guān)系，體現(xiàn)了粒子本身的認(rèn)知能力，第三部分表示粒子的位置與種群最佳位置之間的關(guān)系，體現(xiàn)了粒子間的信息交互和相互協(xié)作的能力。粒子群優(yōu)化算法具體流程：①設(shè)置粒子群算法的參數(shù)主要包括最大迭代次數(shù)m,種群規(guī)模n,學(xué)習(xí)因子c1和c2，權(quán)重因子w，問題空間的維數(shù)d。②在問題空間中對每個粒子的速度以及位置進(jìn)行隨機(jī)初始化，此時粒子的位置即為該粒子當(dāng)前的最佳位置。計(jì)算出所有粒子的適應(yīng)度函數(shù)值，適應(yīng)度函數(shù)值最小的粒子對應(yīng)的位置；即為種群最優(yōu)位置。③根據(jù)表達(dá)式去更新粒子的速度和位置。④計(jì)算出當(dāng)前粒子的適應(yīng)度函數(shù)值，如果粒子i的的適應(yīng)度函數(shù)值f(xi)優(yōu)于個體極值f(pbesti)則用當(dāng)前該粒子的位置xi對pbesti進(jìn)行更新。⑤如果粒子i的的適應(yīng)度函數(shù)值f(xi)優(yōu)于個體極值f(gbesti)則用當(dāng)前該粒子的位置xi對gbesti進(jìn)行更新。⑥判斷是否已經(jīng)達(dá)到最大迭代次數(shù)，若已經(jīng)到最大迭代次數(shù)則輸出種群最優(yōu)位置及其對應(yīng)的適應(yīng)度函數(shù)值。否則轉(zhuǎn)到第③步繼續(xù)進(jìn)行迭代。當(dāng)考慮特高壓線路無功竄動、輸送功率、線路工頻過電壓以及安全穩(wěn)定性校驗(yàn)，根據(jù)以上流程編寫程序進(jìn)行計(jì)算，補(bǔ)償度為0.883時，fi(k)最小，最小值為0.203。所以此補(bǔ)償度為最優(yōu)補(bǔ)償度。計(jì)算結(jié)果表明此方法能有效地進(jìn)行特高壓交流電網(wǎng)高壓電抗器的優(yōu)化配置。高抗優(yōu)化配置結(jié)果如下表3。表1lgj-630*8導(dǎo)線參數(shù)r(ω/km)l(ω/km)c(μf/km)0.00820.260.014表2高壓主變參數(shù)高壓側(cè)額定容量(mva)3000中壓側(cè)額定容量(mva)3000低壓側(cè)額定容量(mva)1000高、中側(cè)短路電壓百分比(％)19中、低側(cè)短路電壓百分比(％)40低、高側(cè)短路電壓百分比(％)63抽頭位置中壓測調(diào)壓級差(％)1.25調(diào)壓范圍(％)±5表3高壓電抗器配置結(jié)果位置配置容量sd-eh-k1960mvarsd-eh-k2840mvaryk-eh-k1960mvaryk-eh-k2840mvarsd-eh-112*210mvar低容+4*240mvarsd-eh-122*210mvar低容+4*240mvaryk-eh-113*210mvar低容+4*240mvaryk-eh-123*210mvar低容+4*240mvar當(dāng)前第1頁12