基于量子粒子群算法的交直流系統(tǒng)多目標(biāo)無功優(yōu)化.pdf

1、作為最優(yōu)潮流的子問題，無功優(yōu)化是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要方面，無功優(yōu)化對(duì)于提高電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全，減少電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用，確保電網(wǎng)可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。隨著我國電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)大區(qū)域之間的互聯(lián)已成為電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中的熱門課題，由于直流輸電的諸多優(yōu)點(diǎn)，采用交直流混合輸電已成為必然趨勢(shì)。這就為無功優(yōu)化問題提出了一個(gè)新的模型，是一個(gè)值得關(guān)注的問題。
　　 本文以網(wǎng)損值與電壓偏差值加權(quán)相加之和最小為目標(biāo)函數(shù)，建立了

2、交直流系統(tǒng)多目標(biāo)無功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。將直流電壓、直流電流、傳輸功率以及換流器控制角等直流控制變量與交流系統(tǒng)的控制變量一起優(yōu)化，力求使無功潮流達(dá)到一個(gè)合理的分布，從而使得目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)。
　　 總結(jié)了電力系統(tǒng)無功優(yōu)化典型的幾類算法，并且詳細(xì)敘述了標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法和標(biāo)準(zhǔn)量子粒子群算法的基本原理以及實(shí)現(xiàn)流程。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量子粒子算法易于陷入局部解這一不足，提出了改進(jìn)的量子粒子群算法。新算法以標(biāo)準(zhǔn)算法為基礎(chǔ)，將粒子的鄰域最優(yōu)位置也作為尋優(yōu)的

3、參考，從而使得算法在尋優(yōu)的過程中不易陷入局部最優(yōu)解;并且在算法的前期利用標(biāo)準(zhǔn)量子粒子群算法進(jìn)行尋優(yōu)，以提高收斂速度。利用測(cè)試函數(shù)對(duì)新算法進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明新算法在尋優(yōu)能力和收斂穩(wěn)定性方面都要好于標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法和量子粒子群算法。
　　 本文將改進(jìn)量子粒子群算法應(yīng)用到求解交直流系統(tǒng)多目標(biāo)無功優(yōu)化模型中。為了使算法能夠收斂到更好的解，首先將系統(tǒng)的離散變量連續(xù)化，利用內(nèi)點(diǎn)法快速求解，在內(nèi)點(diǎn)法解的基礎(chǔ)上形成初始解群。算例部分主要包括IEE

4、E標(biāo)準(zhǔn)算例和山東電網(wǎng)實(shí)際算例。IEEE30算例主要討論了新算法的應(yīng)用效果，結(jié)果證明，改進(jìn)的量子粒子群算法有較強(qiáng)的尋優(yōu)能力，并且收斂性也更加穩(wěn)定，有效降低了網(wǎng)損值，并且保證了較好的電壓質(zhì)量。IEEE14算例主要討論了多目標(biāo)中，網(wǎng)損值和電壓偏差值的相互關(guān)系，結(jié)果表明，在算例中兩者是相互矛盾的，成一定負(fù)相關(guān)性。在實(shí)際系統(tǒng)中，可根據(jù)電網(wǎng)不同的需求選擇各個(gè)目標(biāo)不同的權(quán)重，從而獲得所需要的優(yōu)化結(jié)果。在山東電網(wǎng)的算例中，對(duì)山東電網(wǎng)做了一定的簡化，在此

5、基礎(chǔ)上進(jìn)行無功優(yōu)化計(jì)算。優(yōu)化后，電壓越限節(jié)點(diǎn)的電壓水平恢復(fù)到正常范圍內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)的電壓質(zhì)量得到了較大的改善，網(wǎng)損值也有所降低。
　　 無功優(yōu)化問題本質(zhì)上是一個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，它以電力系統(tǒng)為模型，通過對(duì)相關(guān)控制變量的優(yōu)化，從而使系統(tǒng)的某些性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)使得該問題呈現(xiàn)出非線性、多約束、多變量以及離散變量與連續(xù)變量相混合等特點(diǎn)，具有一定的復(fù)雜性。現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模日益擴(kuò)大和復(fù)雜，直流輸電的應(yīng)用也越來越廣泛，這就對(duì)