一种含UPFC电网的无功优化分析系统和方法与流程

技术特征：
1.一种含UPFC电网的无功优化分析系统，其特征是，包括依次连接的数据输入模块、潮流计算模块、算法编码模块、无功优化模块、算法解码模块和数据输出模块，其中：数据输入模块，采集电网的发电机、负荷、线路阻抗、无功补偿、UPFC和网架拓扑结构信息；潮流计算模块，根据数据输入模块采集的信息，进行电网潮流计算，得到包括发电机的端电压，UPFC的串联注入电压、相角和并联注入电流的无功分量，并联电容补偿的开关，以及有载调压开关的分接头档位的电网无功控制参数；算法编码模块，根据潮流计算的结果，对电网的无功控制参数进行编码；无功优化分析模块，采用混合文化算法进行无功优化分析，所述混合文化算法由下层种群空间和上层知识空间构成，种群空间采用粒子群算法演化，知识空间采用差分进化算法演化；种群空间中，以算法编码模块输出的电网无功控制参数的编码作为种群粒子；知识空间利用选择函数采用固定比例选取种群空间中的粒子，并利用影响函数通过规范知识影响粒子飞行速度；无功优化分析模块经混合文化算法后得到种群粒子中的最优个体；算法解码模块，对无功优化分析模块输出的最优种群粒子个体进行解码，得到优化后的无功控制参数；数据输出模块，将优化后的无功控制参数组织形成无功优化控制策略表，为电网调度运行提供数据基础。2.一种含UPFC电网的无功优化分析方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一，获取电网相关信息，所述电网相关信息包括电网中的电网的发电机、负荷、线路阻抗、无功补偿、UPFC和网架拓扑结构信息；步骤二，对含UPFC电网进行潮流计算，得到包括发电机的端电压，UPFC的串联注入电压、相角和并联注入电流的无功分量，并联电容补偿的开关，以及有载调压开关的分接头档位的电网无功控制参数；步骤三，对步骤二得到的电网无功控制参数进行编码；步骤四，以步骤三得到的编码为数据基础，采用混合文化算法进行无功优化分析，得到种群粒子中的最优个体：所述混合文化算法由下层种群空间和上层知识空间构成，种群空间采用粒子群算法演化，知识空间采用差分进化算法演化；种群空间中，以步骤三得到的电网无功控制参数的编码作为种群粒子；知识空间利用选择函数采用固定比例选取种群空间中的粒子，并利用影响函数通过规范知识影响粒子飞行速度；无功优化分析模块经混合文化算法后得到种群粒子中的最优个体；步骤五，对最优种群粒子个体进行解码，得到优化后的无功控制参数；步骤六，将优化后的无功控制参数组织形成无功优化控制策略表并输出，为电网调度运行提供数据基础。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，步骤二中，在进行潮流计算时，UPFC采用功率注入模型，对于模型中的任意节点i，潮流计算的等式约束条件为：上式中，Pui、Qui分别为UPFC对节点i等效注入的有功和无功；PGi、QGi分别发电机发出的有功和无功；PLi、QLi分别为负荷的有功和无功；Ui、Uj为节点i、j的电压幅值；j为与i相连的节点；Gij、Bij分别为节点i、j所连支路的电导、电纳；θij为节点i、j的电压相角差；It为并联电流源中与Ui同相位的有功分量；UT为UPFC的串联注入电压；I2为流经UPFC串联侧的线路电流；潮流计算的不等式约束条件为：UG.min≤UG≤UG.maxTmin≤T≤TmaxCmin≤C≤CmaxUT.min≤UT≤UT.max0≤δT≤2πIq.min≤Iq≤Iq.maxUL.min≤UL≤UL.maxQg.min≤Qg≤Qg.max其中，UG为发电机端电压，T为有载调压开关OLTC的分接头档位，C为并联电容补偿的开关，UT为UPFC串联注入电压幅值，δT为UPFC串联注入电压相角，Iq为UPFC并联注入电流的无功分量，UL为负荷节点电压，Qg为发电机输出无功功率。4.根据权利要求2所述的方法，其特征是，步骤三中，在对电网无功控制参数进行编码时，发电机端电压和UPFC控制参数为实数编码，有载调压开关OLTC分接头档位和并联电容补偿的开关为整数编码，种群个体E1表示为：E1＝[UG1,...,UGNg,UT1,δT1,Iq1,...,UTNu,δTNu,IqNu,C1,...,CNc,T1,...,TNt]其中，UG1,...,UGNg分别为发电机1,2,...,Ng的端电压；UT1,δT1,Iq1,...,UTNu,δTNu,IqNu分别为UPFC1,2,...,Nu的串联注入电压、相角、并联注入电流的无功分量；C1,...,CNc分别为并联电容补偿1,2,...,Nc的开关；T1,...,TNt分别为OLTC1,2,...,Nt的分接头开关档位；个体维数n为：n＝Ng+Nu+Nc+Nt其中，Ng、Nu、Nc、Nt分别为发电机节点总数、UPFC装置台数、并联补偿点总数和变压器台数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征是，步骤四中，在进行无功优化分析时，以电网有功网损f(x)最小为优化目标进行，即：其中，Ui、Uj为节点i、j的电压幅值；j为与i相连的节点；Gij、Bij分别为节点i、j所连支路的电导、电纳；θij为节点i、j的电压相角差。6.根据权利要求2所述的方法，其特征是，步骤四中，混合算法中的知识空间采用环境知识和规范知识，环境知识用于记录进化过程中的较优个体，第t代环境知识结构描述为：其中，s为环境知识容量；种群空间每代进化完成后，选择函数采用固定比例p％选取种群中的优秀个体，再结合原知识空间中的上一代环境知识，通过差分进化算法的选择、交叉、变异操作，形成新一代个体，以电网有功网损为适应度指标，计算并选取其中两代环境知识中适应度值最小的s个个体，更新为新一代环境知识，表示如下：针对有n维变量的优化问题，第t代规范知识结构表示为：其中，每个维度变量的上、下限值根据环境空间的个体进行更新，新一代规范知识为：种群空间的个体由粒子群算法进化，第t代环境知识中的最优个体记为第t代种群的全局最优个体粒子k的个体最优位置为根据规范知识对粒子飞行速度的影响函数为：粒子的位置更新为：其中，w为非负惯性因子，c1、c2为加速正常数，r1、r2为[0，1]之间的随机数，和分别为第t代规范知识中的第h维变量的下限和上限；对进化后的种群中的个体分别计算适应度指标，适应度指标值最小的个体为最优种群粒子个体E′。