一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，所述方法包括：I、初始化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群；II、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化循環(huán)迭代求解；III、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化前推回代潮流計(jì)算；IV、計(jì)算配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群個(gè)體最優(yōu)位置與全局最優(yōu)位置；V、判斷配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化是否收斂，若收斂計(jì)算結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟VI；VI、更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群速度與位置；VII、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子位置離散化處理；VIII、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化迭代次數(shù)自增1，轉(zhuǎn)步驟II。本發(fā)明提供的技術(shù)方案能夠?qū)θ嗖黄胶廨椛湫椭袎号潆娋W(wǎng)進(jìn)行多目標(biāo)的無(wú)功優(yōu)化；能夠?qū)﹄x散的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】
-種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，具體講設(shè)及一種基于粒子群與前推回代潮 流、適用于Ξ相不平衡福射型中壓配電網(wǎng)的多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)無(wú)功潮流分布是否合理不僅直接影響著配電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定，且與經(jīng)濟(jì)效 益緊密相關(guān)。配電網(wǎng)無(wú)功不足將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓降低，用電設(shè)備運(yùn)行異常，甚至?xí)l(fā)電壓崩 潰等嚴(yán)重事故;配電網(wǎng)無(wú)功過(guò)剩也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓質(zhì)量惡化，危害系統(tǒng)和設(shè)備的安全，而且 過(guò)多的無(wú)功補(bǔ)償裝置也會(huì)引起投資與運(yùn)維成本的增加。合理的無(wú)功補(bǔ)償裝置的配置和能有 效降低網(wǎng)損的投切，保證電壓質(zhì)量、預(yù)防事故發(fā)生或防止事故的擴(kuò)大，從而提高配電網(wǎng)運(yùn)行 的經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性。優(yōu)化配電網(wǎng)的無(wú)功運(yùn)行是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定不變的基礎(chǔ)上，W系 統(tǒng)電能損耗(或費(fèi)用)最小、各節(jié)點(diǎn)電壓合格率最高和變壓器分接頭、電容器、電抗器投切次 數(shù)最少為目標(biāo)函數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，是一個(gè)大規(guī)模非線性的混合整數(shù)優(yōu)化問題。目前各種優(yōu)化 算法已取得了許多成果，優(yōu)化算法主要分為傳統(tǒng)數(shù)學(xué)無(wú)功優(yōu)化方法和人工智能優(yōu)化方法兩 類。
[0003] 傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法已研究和應(yīng)用多年，但往往具有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)限制，對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景具 有嚴(yán)格的要求，且混合整數(shù)優(yōu)化問題也是數(shù)學(xué)方法有待解決的難題。人工智能方法具有良 好的適應(yīng)性、魯棒性與靈活性，在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化中獲得廣泛的應(yīng)用。Kennedy和化erhad 基于社會(huì)屯、理學(xué)模型中的社會(huì)影響和社會(huì)學(xué)習(xí)提出的粒子群優(yōu)化算法是一種智能算法。粒 子群中的每個(gè)個(gè)體遵循簡(jiǎn)單的行為，通過(guò)利用相鄰個(gè)體的成功經(jīng)驗(yàn)展開指導(dǎo)捜索行為。在 粒子群優(yōu)化模型中，個(gè)體最優(yōu)位置代表從仿真開始該個(gè)體經(jīng)歷過(guò)的最好位置，鄰域最優(yōu)位 置是被運(yùn)個(gè)個(gè)體的所有鄰居經(jīng)歷過(guò)的最好位置，運(yùn)兩個(gè)最優(yōu)位置被作為吸引子;個(gè)體具有 個(gè)體最優(yōu)位置和鄰域最優(yōu)位置的記憶，根據(jù)一些簡(jiǎn)單的規(guī)則利用最優(yōu)位置與當(dāng)前位置的距 離來(lái)調(diào)整粒子的速度與位置，使得群體在一定的捜索空間范圍內(nèi)進(jìn)行尋優(yōu)。本發(fā)明人經(jīng)長(zhǎng) 期研究、觀察、分析發(fā)現(xiàn)鑒于粒子群優(yōu)化算法具有較好的魯棒性、效率、多樣性和相關(guān)性，可 用于配電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對(duì)配電網(wǎng)多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化問題，在配電網(wǎng)單相、兩相、Ξ相線路共存，線 路參數(shù)不平衡，負(fù)荷不平衡的基礎(chǔ)上，考慮無(wú)功補(bǔ)償裝置容量離散分布、星型連接方式與Ξ 角形連接方式;運(yùn)用前推回代對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行分析計(jì)算，粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行無(wú)功優(yōu)化求解， 最終提出計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化算法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括如下 步驟：
[0007] I、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群的初始化；
[000引II、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化循環(huán)的迭代求解；
[0009] III、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化前推回代潮流的計(jì)算；
[0010] IV、計(jì)算配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群個(gè)體最優(yōu)位置與 全局最優(yōu)位置；
[0011] V、判斷配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化是否收斂，若收斂計(jì)算結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟VI;
[0012] VI、更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群的速度與位置；
[0013] VII、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子位置的離散化處理；
[0014] VIII、配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化迭代次數(shù)自增1，轉(zhuǎn)步驟II。
[001引進(jìn)一步的，所述步驟I包括:載入控制參數(shù)與種群數(shù)量，隨機(jī)生成粒子位置，W粒子 位置為個(gè)體最優(yōu)位置，隨機(jī)選擇一個(gè)粒子位置作為全局最優(yōu)位置，粒子速度初始化為0，迭 代次數(shù)設(shè)置為0。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟ΙΠ 的所述計(jì)算包括：
[0017] 111-1、第一次計(jì)算，則進(jìn)行拓?fù)浞治?，建立樹狀的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和初始化節(jié)點(diǎn) 電壓;否則直接使用已有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與節(jié)點(diǎn)電壓；
[001引 II1-2、循環(huán)迭代求解；
[0019] 111-3、針對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷與無(wú)功補(bǔ)償裝置，計(jì)算配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入電流;對(duì)于配電網(wǎng) 無(wú)功補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)的注入電流Ir如下式所示；
[0020] Ir = Yr(Vi-Vj) (1)
[0021] 其中；
[0022] Yr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納；
[0023] Vi、V廣-分別為配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓；
[0024] 所述配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納Yr如下式所示：
[0025] (2)
[0026] 其中；
[0027] Qr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量；
[0028] VN--配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置額定電壓；
[0029] 星型連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如下式所示：
[0030]
[0031] 其中；
[0032] 礦、礦、疋.、/：---分別為A相、B相、C相、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn) 注入電流；
[0033] 熱、《、貨--分別為A相、B相、C相上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量；
[0034] C、咚、町--分別為4相、8相、(：相、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn) 電壓；
[0035] Ξ角形連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如下式所示：
[0036]
[0037] 其中；
[003引錫6、皆、Cr-分別為ΑΒ相之間、BC相之間、CA相之間的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝 置投入容量；
[0039 ] II1-4、前推支路mn的P相電流如下式所示：
[0040]
[0041 ]其中：
[0042] η-當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；
[0043 ] m--η節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)；
[0044] Ρ-相；
[0045] Γη--η節(jié)點(diǎn)Ρ相上無(wú)功補(bǔ)償裝置的數(shù)量；
[0046] In-η節(jié)點(diǎn)Ρ相上負(fù)荷的數(shù)量；
[0047] cn-η節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
[004引貨一配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)注入電流；
[0049]巧--配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入電流；
[0化日]瑞--支路址上的Ρ相電流；
[0051] 111-5、回代計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓，節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算公式如下式所示：
[0化2]
[0053] 其中；
[0054] 哼、巧、哼分別為節(jié)點(diǎn)η的A相、Β相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓；
[0化引您、巧'、巧、??'--分別為節(jié)點(diǎn)m的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓；
[0化6].瑜、冷,、C、C分別為線路皿的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的支路電流；
[0化7] Zpp，pe{a，b，c，n}相間互阻抗；
[005引111-6、基于節(jié)點(diǎn)電壓變化量與迭代次數(shù)判斷收斂情況，若收斂潮流計(jì)算結(jié)束，否 則迭代次數(shù)自增1并轉(zhuǎn)步驟II1-3。
[0059] 進(jìn)一步的，所述步驟IV的所述配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)F如下式所示：
[0060] (7)
[0061 ]其中；
[0062] ω i--第i個(gè)子目標(biāo)的權(quán)重：
[0063] f 1-第i個(gè)子目標(biāo)函數(shù)值，i = 1，2，3;
[0064] 配電網(wǎng)線損fi如下式所示：
[00 化] (8)
[0066] 其中；
[0067] N--配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
[006引pn-相數(shù)量；
[0069] 端一第1條線路P相上的線損，m、n為線路1連接節(jié)點(diǎn)；
[0070] 支路的線損計(jì)算公式如下式所示：
[0071] (9)
[0072] 電壓偏差f2如下式所示：
[0073] (10)
[0074] 其中；
[0075] ViP-第1條線路P相上的節(jié)點(diǎn)電壓，m、n為線路1連接節(jié)點(diǎn)；
[0076] 電壓偏差f3如下式所示：
[0077]
[0078] 進(jìn)一步的，所述步驟IV包括：W目標(biāo)函數(shù)值判斷粒子適應(yīng)度;若當(dāng)前位置優(yōu)于個(gè)體 最優(yōu)位置，則W當(dāng)前位置作為個(gè)體最優(yōu)位置并保存目標(biāo)函數(shù)值，并判斷當(dāng)前位置是否優(yōu)于 全局最優(yōu)位置，若是則W當(dāng)前位置作為全局最優(yōu)位置并保存目標(biāo)函數(shù)值。
[0079] 進(jìn)一步的，所述步驟V的所述判斷收斂包括全局最優(yōu)位置變化量的歐氏距離為 收斂因子，若在給定的迭代次數(shù)后收斂因子變化量不明顯或迭代次數(shù)超過(guò)上限，則判斷為 滿足收斂條件。
[0080] 進(jìn)一步的，所述步驟VI的所述更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群速度vt+i與位置xt+i分別 如下式所示：
[0081]
[0082] 其中；
[0083] W-慣性因子；
[0084] C1-認(rèn)知因子；
[00財(cái)。-社會(huì)因子.
[00化]Pbest-個(gè)體最優(yōu)位置；
[0087] gbest--全局最優(yōu)位置；
[0088] rand 產(chǎn)生0到1之間的隨機(jī)數(shù)。
[0089] 進(jìn)一步的，所述步驟VII包括：
[0090] 具有離散特征的控制變量的隨機(jī)數(shù)r、離散控制變量d和離散控制變量X如下式所 示：
[0091] r = rand() (13)
[0092] C14)
[0093] xnew=sgn(x)*(d+floor(|x|)) (15)
[0094] 其中；
[00巧]mod 0-取余函數(shù)；
[0096] floorO-向下取整函數(shù)；
[0097] sgn()--符號(hào)函數(shù)；
[009引xnew--新的離散控制變量。
[0099] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)益效果：
[0100] (1)能夠?qū)Ζ嗖黄胶飧Ｉ湫椭袎号潆娋W(wǎng)進(jìn)行多目標(biāo)的無(wú)功優(yōu)化；
[0101] (2)能夠?qū)﹄x散的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；
[0102] (3)能夠處理星型連接與Ξ角形連接的無(wú)功補(bǔ)償裝置；
[0103] (4)該配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化算法計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0104] 圖1為基于粒子群的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法。
【具體實(shí)施方式】
[0105] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明提供的技術(shù)方案做詳細(xì)說(shuō)明。
[0106] 具體實(shí)施方案：
[0107] -種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于一種基于粒子群優(yōu)化 與前推回代潮流、適用于Ξ相不平衡福射型中壓配電網(wǎng)的多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化方法。
[0108] 所述的粒子群，其特征在于所述方法包括如下步驟：
[0109] 步驟1.初始化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群:載入控制參數(shù)與種群數(shù)量，隨機(jī)生成粒子 位置，W粒子位置為個(gè)體最優(yōu)位置，隨機(jī)選擇一個(gè)粒子位置作為全局最優(yōu)位置，粒子速度初 始化為0,迭代次數(shù)設(shè)置為0。
[0110] 步驟2.配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化循環(huán)迭代求解。
[0111] 步驟3.配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化前推回代潮流計(jì)算。
[0112] 步驟4.計(jì)算配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群個(gè)體最優(yōu)位置 與全局最優(yōu)位置。
[0113] 步驟5.判斷配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化是否收斂，若收斂計(jì)算結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟6。
[0114] 步驟6.更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群速度與位置。
[0115] 步驟7.配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子位置離散化處理。
[0116] 步驟8配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化迭代次數(shù)自增1，轉(zhuǎn)步驟2。
[0117] 所述的配電網(wǎng)前推回代潮流計(jì)算，其特征在于所述方法包括如下步驟：
[0118] 步驟1.若是第一次計(jì)算，則進(jìn)行拓?fù)浞治?，建立樹狀的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，初始化節(jié) 點(diǎn)電壓;否則直接使用已有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與節(jié)點(diǎn)電壓。
[0119] 步驟2.循環(huán)迭代求解。
[0120] 步驟3.針對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷與無(wú)功補(bǔ)償裝置，計(jì)算配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入電流;對(duì)于配電網(wǎng) 無(wú)功補(bǔ)償裝置，其計(jì)算公式為：
[0121] Ir = Yr(Vi-Vj) (1)
[0122] 式中：
[0123] Ir-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)注入電流；
[0124] Yr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納；
[0125] Vi、V廣-分別為配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓。
[0126] 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納的計(jì)算公式為：
[0127] 叮 (2)
[012引 式中；
[0129] Qr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量；
[0130] VN--配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置額定電壓。
[0131] 基于公式（1)、（2)，星型連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如式(3)所示，Ξ角 形連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如式(4)所示。
[0132]
[0133] 式中；
[0134] I:、巧、玲、I'：---分別為A相、B相、討目、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn) 注入電流；
[0135] 錫、皆、α-分別為A相、B相、C相上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量；
[0136] 巧\巧'、K"--分別為A相、B相、C相、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn) 電壓。
[0137]
[013引式中；
[0139] 齡、貧、r-分別為AB相之間、BC相之間、CA相之間的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝 置投入容量。
[0141]
[0140] 步驟4.前推計(jì)算支路電流，支路電流的計(jì)算公式為：
(5)
[0142] 式中；
[014；3]巧。-支路皿上的P相電流；
[0144] η-當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；
[0145] m--n節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)；
[0146] P-相；
[0147] Γη--η節(jié)點(diǎn)P相上無(wú)功補(bǔ)償裝置的數(shù)量；
[014引1η--η節(jié)點(diǎn)Ρ相上負(fù)荷的數(shù)量；
[0149] cn-n節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
[0150] 皆--配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)注入電流；
[0151] 巧--配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入電流；
[0152] 您--支路址上的P相電流。
[0153] 步驟5.回代計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓，節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算公式為：
[0154] (6)
[0155] 式中；
[0156] *記、K'、哼、巧---分別為節(jié)點(diǎn)η的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓；
[0157] ri:、C、K:---分別為節(jié)點(diǎn)m的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓；
[015引端、4、巧,1、C--分別為線路皿的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的支路電流；
[0159] Zpp，pe{a，b，c，n}相間互阻抗。
[0160] 步驟6.基于節(jié)點(diǎn)電壓變化量與迭代次數(shù)判斷收斂情況，若收斂潮流計(jì)算結(jié)束，否 則迭代次數(shù)自增1并轉(zhuǎn)步驟3。
[0161 ]所述的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，其特征在于數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0162] (7)
[0163] 式中；
[0164] F--配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值；
[01化]Wi-第i個(gè)子目標(biāo)的權(quán)重
[0166] f 1-第i個(gè)子目標(biāo)函數(shù)值，i = 1，2，3。
[0167] 子目標(biāo)函數(shù)fi表示配電網(wǎng)線損，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[016 引 (8)
[0169] 式中；
[0170] N--配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量；
[0171] pn-相數(shù)量；
[0172] PiP-第1條線路P相上的線損，m、n為線路1連接節(jié)點(diǎn)。
[0173] 支路的線損計(jì)算公式為：
[017引子目標(biāo)函數(shù)f 2表示電壓偏差，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0174] (9)
[0176] (10)[0177] 子目標(biāo)函數(shù)f 3表示電壓偏差，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[017 引 (11)
[0179] 所述的更新粒子群個(gè)體最優(yōu)位置與全局最優(yōu)位置，其特征在于W目標(biāo)函數(shù)值判斷 粒子適應(yīng)度;若當(dāng)前位置優(yōu)于個(gè)體最優(yōu)位置，則W當(dāng)前位置作為個(gè)體最優(yōu)位置并保存目標(biāo) 函數(shù)值，并判斷當(dāng)前位置是否優(yōu)于全局最優(yōu)位置，若是則W當(dāng)前位置作為全局最優(yōu)位置并 保存目標(biāo)函數(shù)值。
[0180] 所述的判斷收斂，其特征在于W全局最優(yōu)位置變化量的歐氏距離為收斂因子，若 在給定的迭代次數(shù)后收斂因子變化量不明顯或迭代次數(shù)超過(guò)上限，則判斷為滿足收斂條 件。
[0181 ]所述的更新粒子群速度與位置，其特征在于其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0182]
[0183] 式中；
[0184] VW--迭代次數(shù)為t+1時(shí)的粒子速度；
[01化]xt+廣-迭代次數(shù)為t+1時(shí)的粒子位置；
[01化]W-慣性因子；
[0187] C廣-認(rèn)知因子；
[018引 C2-社會(huì)因子；
[0189] Pbest--個(gè)體最優(yōu)位置；
[0190] gbest--全局最優(yōu)位置；
[0191] rand 產(chǎn)生0到1之間的隨機(jī)數(shù)。
[0192] 所述的粒子位置離散化處理，其特征在于對(duì)具有離散特征的控制變量依次進(jìn)行如 下處理：
[0193] r = rand() (13)
[0194]
[0195] " ...
[0196] 式中；
[0197] r-隨機(jī)數(shù).
[0198] d-離散控制變量的隨機(jī)部分；
[0199] X-離散控制變量；
[0200] mod 0-取余函數(shù)；
[0201] floorO-向下取整函數(shù)；
[0202] sgn()--符號(hào)函數(shù)；
[0203] xnew--新的離散控制變量。
[0204] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：W上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案而非對(duì)其保護(hù)范圍 的限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解:本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本申請(qǐng)后依然可對(duì)申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行種種變更、修改或 者等同替換，但運(yùn)些變更、修改或者等同替換，均在申請(qǐng)?zhí)嘏臋?quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括如下步 驟：1. 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群的初始化； II、 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化循環(huán)的迭代求解； III、 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化前推回代潮流的計(jì)算； IV、 計(jì)算配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群個(gè)體最優(yōu)位置與全局 最優(yōu)位置； V、 判斷配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化是否收斂，若收斂計(jì)算結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟VI; VI、 更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群的速度與位置； VII、 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子位置的離散化處理； VIII、 配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化迭代次數(shù)自增1，轉(zhuǎn)步驟II。2. 如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟I包括:載入控制參數(shù)與種群數(shù)量，隨機(jī)生成粒子位置，以粒子位置為個(gè)體最優(yōu)位置， 隨機(jī)選擇一個(gè)粒子位置作為全局最優(yōu)位置，粒子速度初始化為0，迭代次數(shù)設(shè)置為0。3. 如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟ΠI的所述計(jì)算包括： II1-1、第一次計(jì)算，則進(jìn)行拓?fù)浞治?，建立樹狀的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和初始化節(jié)點(diǎn)電壓； 否則直接使用已有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與節(jié)點(diǎn)電壓； 111-2、循環(huán)迭代求解； 111-3、針對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷與無(wú)功補(bǔ)償裝置，計(jì)算配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)注入電流;對(duì)于配電網(wǎng)無(wú)功 補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)的注入電流Ir如下式所示； Ir = Yr(Vi-Vj) (1) 其中： Yr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納； Vi力--分別為配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓； 所述配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置導(dǎo)納Yr如下式所示： (2) 其中：Qr-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量； VN-配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置額定電壓； 星型連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如下式所示：(3； 其中： <、<、A、分別為A相、B相、C相、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)注入 電流； β"、這、遼--分別為A相、B相、C相上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投入容量； C、C、C、分別為A相、B相、C相、中性點(diǎn)上配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)電 壓； 三角形連接的配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)學(xué)模型如下式所示：(64): 其中： 2f、βΑ\ 2Γ--分別為AB相之間、BC相之間、CA相之間的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置投 入容量；II1-4、前推支路mn的p相電流如下式所示： (5): 其中： η-當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； m-n節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)； P-相； rn-n節(jié)點(diǎn)p相上無(wú)功補(bǔ)償裝置的數(shù)量； 1 n-η節(jié)點(diǎn)p相上負(fù)荷的數(shù)量； cn-n節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)量； #一配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化補(bǔ)償裝置節(jié)點(diǎn)注入電流； "一配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入電流； 一支路nk上的p相電流； II1-5、回代計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓，節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算公式如下式所示：(6) 其中： C、G、分別為節(jié)點(diǎn)η的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓； G、C、G、分別為節(jié)點(diǎn)m的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)電壓； C,、4、C、心分別為線路mn的A相、B相、C相、中性點(diǎn)上的支路電流； Ζρρ,Ρ^ {a,b,c,n}相間互阻抗； 111-6、基于節(jié)點(diǎn)電壓變化量與迭代次數(shù)判斷收斂情況，若收斂潮流計(jì)算結(jié)束，否則迭 代次數(shù)自增1并轉(zhuǎn)步驟Π1-3。4.如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 (7) 述步驟IV的所述配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)F如下式所示： 其中： ω^-第i個(gè)子目標(biāo)的權(quán)1乜一第i個(gè)子目標(biāo)函數(shù)值，i = l，2,3; 配電網(wǎng)線損h如下式所示：(：8) 其中： N-配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量； pn-相數(shù)量； -第1條線路P相上的線損，m、η為線路1連接節(jié)點(diǎn)； 支路的線損計(jì)算公式如下式所示：(9) 電壓偏差f 2如下式所不：(10) 其中： Vip-第1條線路p相上的節(jié)點(diǎn)電壓，m、n為線路1連接節(jié)點(diǎn)； 電壓偏差f 3如下式所不：C1.1)5. 如權(quán)利要求4所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟IV包括：以目標(biāo)函數(shù)值判斷粒子適應(yīng)度;若當(dāng)前位置優(yōu)于個(gè)體最優(yōu)位置，則以當(dāng)前位 置作為個(gè)體最優(yōu)位置并保存目標(biāo)函數(shù)值，并判斷當(dāng)前位置是否優(yōu)于全局最優(yōu)位置，若是則 以當(dāng)前位置作為全局最優(yōu)位置并保存目標(biāo)函數(shù)值。6. 如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟V的所述判斷收斂包括：以全局最優(yōu)位置變化量的歐氏距離為收斂因子，若在給定的 迭代次數(shù)后收斂因子變化量不明顯或迭代次數(shù)超過(guò)上限，則判斷為滿足收斂條件。7. 如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟VI的所述更新配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化粒子群速度v t+1與位置^+1分別如下式所示： (12) 其中： w-慣性因子； C1--認(rèn)知因子； C2-社會(huì)因子； Pbest-個(gè)體最優(yōu)位置； gbest-全局最優(yōu)位置； rand ()-產(chǎn)生0到1之間的隨機(jī)數(shù)。8.如權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及多種接線方式的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，所 述步驟VII包括：具有尚散特征的控制變量的隨機(jī)數(shù)r、尚散控制變量d和尚散控制變量X如下式所不： r = rand() C14) xnew=sgn(x)*(d+floor( | X | )) (15) 其中： mod ()-取余函數(shù)； floor 〇-向下取整函數(shù)； sgn〇-符號(hào)函數(shù)； xne3W-新的離散控制變量。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK105870939SQ201610331094
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】何開元, 盛萬(wàn)興, 劉科研, 孟曉麗, 賈東梨, 胡麗娟, 葉學(xué)順, 刁贏龍, 唐建崗, 董偉杰, 李雅潔
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司