基于改进差分进化算法的电力系统网损最小无功优化方法与流程

文档序号:24413762发布日期:2021-03-26 20:25阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于改进差分进化算法的电力系统网损最小无功优化方法,其特征在于包括以下步骤:1)将分布式电源接入电网中;2)建立电力系统无功优化的数学模型,模型包括目标函数以及约束条件;3)初始化种群,设置参数;4)进行寻优循环运算,对初始种群中的每个个体进行变异操作,根据变异策略以及变异放缩因子,得到变异种群;5)将得到的变异种群与父辈种群进行交叉操作,根据交叉方式以及交叉概率因子,得到一个试验种群;6)分别对试验种群和父辈种群中每个个体的基因进行潮流计算,根据目标函数计算个体适应度;7)按照选择策略,将试验种群与父辈种群个体的适应度进行比较,选择适应度更好的作为下一代个体;8)在寻优循环运算过程中,判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数,若是,计算当前个体的适应度,输出最优结果;否则,返回步骤4)。2.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤1)中将分布式电源接入电网中,电网加入分布式电源之后节点类型发生变化,在潮流计算中,分布式电源为光伏发电和风力发电两种方式;光伏发电并网时等效为pi节点,在潮流计算过程中,每次迭代时计算出pi节点的无功出力,第k次迭代的无功功率用q
k
表示:式中,i表示注入节点的电流,e
k
‑1和f
k
‑1分别表示第k

1次迭代节点电压的实部和虚部,p
g
表示分布式电源的有功功率;风力发电并网等效为pq(v)节点,分布式发电机的无功功率为:式中,v
g
是分布式发电机的机端电压,x
m
是发电机励磁电抗,x
k
是发电机定子和转子的漏抗之和。3.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤2)中将系统的网损作为模型的目标函数,约束条件包括功率约束以及变量约束。处理模型中的状态变量,引入两个惩罚函数,分别是节点电压越界罚函数和无功出力越界罚函数,总的目标函数为:式中,p
loss
为系统的网损;z1、z2分别为罚函数的惩罚系数;δu
i
、δq
gi
分别为节点电压以及功率的偏差;u
imax
、u
imin
、q
gimax
、q
gimin
分别为节点电压和无功功率的上界和下界;系统的有功网损为:
节点电压越界罚函数为:无功出力越界罚函数为:等式约束条件为:式中,p
i
、q
i
分别为节点的有功和无功功率,u
i
表示节点电压,g
ij
、b
ij
分别是节点i和j之间的电导和电纳,δ
ij
是节点i和j之间的相位差;变量约束条件为:式中,n
g
、n
t
、n
c
、n
b
分别是系统中可调发电机的总数、变比可调变压器的总数、无功补偿的节点总数以及系统中所有的节点总数集合;v
gi
、v
gimax
、v
gimin
分别是发电机的机端电压以及其上、下限;t
i
、t
imax
、t
imin
分别是可调变压器分接头的位置以及其上、下限;q
ci
、q
cimax
、q
cimin
分别是无功补偿容量以及其上、下限;u
i
、u
imax
、u
imin
分别是节点电压以及其上、下限。4.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤3)中设置电力系统以及差分进化算法的参数,电力系统的参数包括节点数、节点参数矩阵、支路数、支路参数矩阵、潮流计算误差精度、基准电压、基准功率以及约束变量的上下限;差分进化算法的参数包括种群的大小n、最大的迭代次数t、变异放缩因子f以及交叉概率因子cr。5.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤3)中初始化种群,变量指定的搜索范围是初始种群是随机生成的:式中,rand(0,1)是分布在区间[0,1]的随机数。6.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在
于:步骤4)中变异操作是从种群中随机选择三个个体,其中两个个体差分运算后,经过适当的放缩与选出的第三个个体进行求和,得到一个变异的个体,具体过程是每个个体产生三个各不相等的整数r1,r2,r3,并且r1≠r2≠r3≠i,则变异个体可以由下面变异策略得到:式中,f是自适应变异放缩因子,可以有下式得到:f=f0*2
λ
式中,f0是f的初始值,λ是参数,t是最大的迭代次数,t是当前的迭代次数。7.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤5)中通过交叉操作可以得到一个试验种群u
i
t,通过随机选择的方式保证试验种群中至少有一位是变异种群提供的,试验种群中的其他位由下面选择策略得到:式中,cr∈[0,1]是交叉概率因子,rand(j)是在[0,1]区间产生一个随机数,randn(i)是随机产生的维数变量索引。8.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的电力系统无功优化方法,其特征在于:步骤7)中将试验种群与父辈种群个体的适应度进行比较为:根据贪婪算法,将原个体与试验个体的适应值进行比较,保留适应值更好的作为下一代种群的个体:式中,f是适应度函数。
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