模糊动态规划法在配电网无功优化控制中的应用

从经济运行的角度出发，建立了配电网无功优化控制问题的数学模型，目标函数为网损最小，约束条件主要强调电容器投切次数的限制，采用模糊动态规划法计算配电网电容器的优化投切问题。此方法将目标函数模糊化，在原有动态规划法的基础上对电容器的状态进行了重新定义，使状态数大为减少。算例结果表明，该算法计算速度快、收敛性好，是一种较有效的配电网无功优化控制方法。     

配电网无功优化调度中调节次数的优化

在配电网调度运行中,由于频繁地投切可投切电容器和调节可调节变压器分头会影响可投电容器装置和可调节变压器寿命,因此在实际中需要减少调节次数。本文中结合一种快速的配电网无功优化算法,考虑电压约束和调节次数的要求,在充分优化目标函数的前提下,尽量地减少调节次数。     

计及分布式电源与电容器协调的配电网日前无功计划

针对目前含分布式电源(distributed generation,DG)的配电网中未考虑电容器补偿容量和DG无功出力协调调度的问题,研究了考虑DG与电容器组协调的无功优化方法。以网损和电压偏移满意度最高为目标,构建含DG的配电网日前动态无功优化调度模型。根据DG无功出力和电容器补偿的特点,提出DG和电容器协调的日前无功计划方法。分析了各类DG的无功出力极限并作为约束条件,对电容器和DG进行整体静态优化得到电容器的投切容量曲线;其次采用模糊聚类对电容器投切曲线进行时序分段并融合,制定电容器的日前计划;最后,在电容器补偿容量确定后,以DG作为优化变量,制定DG出力的日前计划。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑电网谐波影响的电容器投切研究

针对电网电容器的投切会影响谐波在电网中的传播,甚至会引起谐波的放大和谐振的问题,提出了在谐波影响下,计及电容器投切代价的电网电容器优化投切控制模型以及电容器临界补偿容量的算法。该模型能有效地控制设备动作次数,并避免电容器投切过程中的谐振现象。提出了一种基于遗传算法和禁忌搜索算法相结合的混合算法,该算法能加快收敛速度,减少随机解的影响。用混合算法对一个18节点配电网实例进行仿真,结果表明该模型符合实际,提出的策略和方法具有较好的实时性和实用性。     

高中压配电网的无功优化算法

在配电系统中，无功优化的控制手段主要包括调节变压器分接头和投切电容器，针对高中压配电网的特点，提出了其统一网络模型和一种分步实现的静态无功优化算法，将整个优化问题分解成电容器投切和分接头调节两个子问题，要用先投切电容器，后调节分接头的迭代模式和修正算法，通过对这两个子问题的交叉优化来得到最终解，电容器投切优化采用逐次线性归整算法求解，变压器调节采用分块的电压控制策略，处例结果表明，该处能达到降损节能和改善电压质量的效果，是一种有效而实用的算法。     

考虑电网谐波影响的电容器投切研究

针对电网电容器的投切会影响谐波在电网中的传播,甚至会引起谐波的放大和谐振的问题,提出了在谐波影响下,计及电容器投切代价的电网电容器优化投切控制模型以及电容器临界补偿容量的算法.该模型能有效地控制设备动作次数,并避免电容器投切过程中的谐振现象.提出了一种基于遗传算法和禁忌搜索算法相结合的混合算法,该算法能加快收敛速度,减少随机解的影响,用混合算法对一个18节点配电网实例进行仿真,结果表明该模型符合实际,提出的策略和方法具有较好的实时性和实用性.     

考虑相邻时段投切次数约束的动态无功优化启发式策略

在开关日动作次数约束基础上,考虑分接头挡位的相邻时段动作次数约束,建立了一种更加实用的动态无功优化新模型。按照"先投先切、后投后切"原则,将同一母线的多个电容器组等效为1个集中变量,并根据其中的电容器组个数来确定等效变量的动态约束值。由此,既满足了电容器的实际动态约束,又减小了模型的变量规模。在求解动态无功优化问题时,以混合智能算法为基础,提出处理动态约束的启发式调整策略,采用稀疏技术,有效提高了算法的效率。IEEE14与IEEE30节点系统和一个实际系统的仿真结果验证了所述模型的正确性和算法的有效性。     

基于线性内点法的高中压配电网电压无功优化

针对高中压配电网的特点,将电压/无功优化问题分解成电容器投切和变压器分接头调整两个子问题,通过这两个子问题的交替优化得到最终解.采用原对偶路径跟踪法求解逐次线性化的电容器投切优化问题时,适当简化电压约束,提高了求解速度.变压器调整则采用逐步调整策略实现电压控制和减少调整次数.另外,改进了前代后代法潮流算法使之能处理弱环网和变压器支路.最后,通过算例验证了该算法的有效性.     

基于交流支路电气剖分思想的配电网电容器优化投切方法

基于交流支路电气剖分思想，提出了一种配电网电容器的优化投切方法。对某一网络状态，电气剖分方法可以把配电网剖分成从变电站根节点到负荷节点的链式剖分子网络，将配电网的电容器优化投切问题转化成求剖分子网络的网损最小值问题。在满足电压约束的前提下，该快速求解方法直接采用物理寻优方式求得电容器的投切分量，使剖分子网络的功率损耗最小，并通过对各投切点的容量分量进行累加归整，得到了原系统各投切点的投切容量。IEEE 69节点系统的计算结果表明，该方法在保证得到优良解的前提下具有收敛快、效率高的特点，为解决大型配电网的电容器优化投切问题提供了新的思路和方法。     

含双馈风力发电机组的配电网无功电压优化

为了研究含双馈风力发电机组的配电网无功电压优化问题,将双馈风力发电机组的无功出力与电容器投切组数和有载调压变压器档位作为控制变量,通过均分次日控制时段使动态无功电压优化问题简化为静态无功电压优化问题。在每个时段开始时利用改进的遗传算法求得使系统网损最低的控制变量组合,每个时段内保持有载调压变压器档位和电容器投切组数不变,通过改变发电机机端电压来进行无功补偿。最后利用改进的IEEE33节点系统进行仿真计算,结果表明利用双馈风力发电机组的无功补偿能力可以有效降低配电网的有功损耗。     

基于微粒群优化算法的电力系统动态无功优化

根据系统负荷曲线变化趋势按单调性将一天的预测负荷曲线划分为若干(小于24)个时段，并将动作次数约束还原为经济成本，将它与网损费用等之和作为目标函数，并考虑了各种运行约束条件，采用微粒群优化算法进行计算，该算法收敛速度较快。与静态无功优化模型相比表明，该无功优化模型更适合给定的地区电网，优化后全天的网损略有增大，但变压器抽头调节次数以及电容器组投切次数明显减少。     

考虑三相不平衡的配电网无功优化运行策略研究

提出了配电网电压无功优化运行策略。以三相配电网潮流计算为基础．考虑了系统的日负荷变化曲线、配电系统实际的三相不平衡状态,以及电容器组和有载调压变压器分接头的实际操作次数约束,应用遗传算法获得一天内电容器组三相分相投切和有载调压变压器分接头位置的最优调度方式。对IEEE36节点算例系统和某城区实际配电网系统进行了验算．计算结果表明该方法可行、有效。     

考虑多种调节手段的配电网经济运行优化

由于配电网中有功与无功功率存在强耦合关系,传统将有功、无功分别优化的处理方法无法让配电网处于最优经济运行状态,且负荷需求和分布式发电出力的不确定性也给配电网运行带来巨大挑战。基于此,以支路潮流模型为基础,提出一种考虑多种调节手段（包括有载调压变压器、电容器组、静止无功补偿装置、储能装置以及开关重构）的配电网两阶段鲁棒经济运行优化方法,并将非线性潮流约束进行二阶锥松弛,从而将经济运行优化模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行有效求解。为解决负荷需求和分布式发电出力的不确定性,采用两阶段鲁棒优化方法,并通过列与约束生成（column-and-constraint generation,CCG）算法进行求解获得各调节措施的最优鲁棒运行策略。最后通过IEEE 33节点验证了所提模型的有效性。     

配电网无功补偿的动态优化算法

配电网无功补偿动态优化的目的是在考虑负荷变化和电容器操作次数约束的条件下,求得各节点电容器的最优动作时间和投入容量。该文将动态优化问题描述为变约束优化问题,并提出一种求解算法。算法先将动态优化问题分解为一系列单节点电容器动态优化子问题,然后通过迭代求解一系列子问题的方式得到整个动态优化问题的最优解。由于给出的单节点电容器动态优化子问题的求解算法可以在变约束条件下搜索到子问题的最优解,而且在迭代求解过程中电容器的投入容量和动作时问都可以得到修正,因此使整个动态优化问题能得到更好的优化结果。算例表明,提出的算法是可行和有效的。     

基于改进粒子群算法的含DG配电网无功优化

含分布式电源(DG)配电网的无功优化是一个复杂的非线性优化问题,文中采用改进的粒子群算法(PSO)对配电网进行无功优化计算,建立以系统网损和电压平均偏离最小为目标函数,节点电压和电容器投切容量为约束条件的优化模型。在PSO中引入位置方差防止PSO陷入局部最优解,根据种群中粒子的适应度值对粒子进行变异处理,在保证算法收敛速度的基础上,改善算法性能。以含分布式电源的IEEE14节点配电系统为例进行无功优化分析,结果表明DG能增强电网运行的稳定性,所提算法具有较好的优化性能。     

基于多种群蚁群算法的多目标动态无功优化

为在负荷变动条件下提高动态无功优化控制变量的调节效率和满足全天动作次数的限制,将全天电能损耗最小、有载调压变压器分接头动作次数和电容器投切次数分别最少作为目标函数,建立新的多目标动态无功优化模型.针对该模型提出改进的多种群蚁群算法,利用多种信息素交换方式,满足动态无功优化多目标、强时空耦合的特点,避免了蚁群算法陷入局部最优解.通过对 IEEE14、IEEE 30系统计算验证模型和算法的可行性和有效性.结果表明:该模型和算法能够降低系统能量损耗,提高电压质量     

采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构

为更好地处理配电网动态重构中重构时刻、开关操作费用、降损效果之间的平衡问题,提出了采用时段动态划分和分层优化策略的配电网重构方法。首先利用功率矩法进行重构时段动态划分,该划分方法可控制最大重构次数;然后利用免疫算法进行分层优化,第1层优化用以网损最小为目标,采用传统静态重构优化方法确定各时段内不考虑开关动作次数限制及操作费用的开关动作方案,并将该开关动作方案作为第2层优化的搜索空间,且第2层优化中加入了开关动作次数限制及操作费用约束,根据方案运行费用最低原则确定最优重构方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

高中压配电网动态无功优化算法的研究

考虑将各点负荷形态变化的系统优化为动态优化，提出了适用于高中压配电网的动态无功优化算法。该算法直接从动态无功优化的模型出发，通过控制变量的选取和动作时间量的预确定，将动态优化模型转化成同普通无功优化模型完全相同的表达形式。从而可以用任何适用于无功优化的算法从整体上来求解动态无功优化。该算法的数学模型简单，而且便于和现有的无功优化算法集成。算例结果表明，文中提出的动态无功优化算法能在完全满足最大允许动作次数约束的前提下降低系统在一天内的损耗、提高电压合格率，且算法的速度能完全满足实时运行的需要。     

Joint Optimization for Power Loss Reduction in Distribution Systems

In distribution systems, network reconfiguration and capacitor control, generally, are used to reduce real power losses and to improve voltage profiles. Since both capacitor control and network reconfiguration belong to the complicated combinatorial optimization problems, it is hard to combine them efficiently for better optimization results. In this paper, a joint optimization algorithm of combining network reconfiguration and capacitor control is proposed for loss reduction in distribution systems. To achieve high performance and high efficiency of the proposed algorithm, an improved adaptive genetic algorithm (IAGA) is developed to optimize capacitor switching, and a simplified branch exchange algorithm is developed to find the optimal network structure for each genetic instance at each iteration of capacitor optimization algorithm. The solution algorithm has been implemented into a software package and tested on a 119-bus distribution system with very promising results.