改进混合遗传算法在无功优化的应用研究

关键词 ： 电网； 无功优 化 ； 改进 混合遗传算 法 中图分 类号 ： ＭＴ ４ ３ Ｔ Ｉ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ９８ ８ （０ １ ０ —０ ６０ １ ０ －９ ４ ２ １ ）１０ ６ —３
１ 无 功 优化 数 学模 型
电力， 并满足各 种正常运 行的约束 条件 ， 过投切 通 无 功补偿 装置 、 节有 载 调压 变 压器 的 分接 头 的位 调
高 的 系 统 不 适 用 。 而 粗 略 的 数 学 模 型 虽 然计 算 速 度
目标 函数 、 多个 约束条 件 的不 确定 性 的非线 性 混合
整数 规划 问题［ ， 以对其进行 求解非 常 困难 。 ４所 ］
１ １ 目标 函数 ．
关 于 目标 函数 ， 电 网无 功优化 问题 的 目标 函 配 数有很 多 ： 线路 网损 最小 、 电力 系统运行 综合经 济效 益最大 、 电压波动最 小 、 电量参 数控制量 的变化 范围 最小 、 压器 分接头调 节次数最 少 、 变 无功 补偿装 置的
有功潮流方 程和无功潮 流方程等 。根据 数学模型 的 特点来看 ， 电力系统 无功 优 化 问题 是一 个具 有 多个
立 了无功 优化计算 数 学模 型 ， 利用 有载 调压 变压 并
器 分接头 的调节 、 无功 补偿 装 置 的停止 和启 用 以及 发 电机 端 电压 的 配合 等 ， 终 实 现 目标 函 数 的 最 最 优化。 通过 无功 优化 数学 模 型可 以看 出 ， 电力 系统 无 功 优化问题具 有离散性 、 非线性 和不确定性 ， 以求 所 解过 程非常 困难 ， 近几 年 ， 电力 系统 的很多专家都 在 积极研究 采用怎 样 的算法 来求解此 问题 。一些传统 的优化方 法求解 问题 必 须有 精 确的数 学 模型 ， 但建 立精确 的数学模 型非常 困难 ， 并且非 常复杂 ， 这就 造 成 了计算 速度慢 的 问题 ， 以对 于实 时性 要求 比较 所
员主要解决 的问题 。本 文将改进 混合遗传 算法应用 到电力系统 无功 优 化研 究 中， 通过 ＭＡＴＬ ＡＢ仿真 表明， 改进混合遗 传算 法 继承 了基 本 遗传 算 法 的诸
多优 势 ， 具有更高 的寻优 精度和搜 索效率 ， 并 全局性 更 好 。仿真 结果表 明了有效性 。
收 稿 日期 ； ０ ０ １ —１ ２１— １ ６
投切合理 配置 、 多个 目标要综合 考虑 ， 要保 持整体 最 优等 。考虑 到多个 目标 函数 综 合考 虑非 常困难 ， 本 文 的数学模 型建立 以线路 网损最小 为 目标 函数 ：
ｍｉｆ（ ｌ Ｘ ） ｎ ｘ ， ２ （） １
ＩＳ ０ ９８ ８ Ｓ Ｎ １ ０—９４ — Ｎ ２ －３ ３ Ｎ Ｃ ２ — ２ ／ １
改进 混 合遗传 算 法在 无功 优化 的 应用 研究
高光敏 赵 亮。何 秋 月。 王 凯 孙 洪波２ ， ， ， ，
（． 春工程学 院电气与信息 学院 ， １长 长春 １ ０ １ ￣２ 吉林 省四平供 电公 司 ， ３０２ ． 四平 １ ６ ０ ３ ０ ０）
电力系统运行 的安全 性 ， 功优 化 问题 的 目标 主要 无
有： 投入无功 电源 的数量 最少 或 者是 注 入无 功 电源
市 场理 论综合 考虑 电网的无功优化 问题 。本文针对
现 有 电 网 实 际 运 行 情 况 ， 满 足 各 种 约束 条 件 下 ， 在 建
的 功率最 小 ， 线路 的过负 荷程度最小 ， 各支路母 线 电 压都在允 许波动 范围之 内 ， 与理想值接 近度最 高等 。 无 功优 化 问题 的约束 条件 主要 有 ： 系统 必须 满 足控制变 量和状态变量 的上 、 限约束 ， 下 还必须满 足
置 等 ， 终 实 现 目标 函 数 的 最 优 化 问 题 。 如 果 考 虑 最
０ 引 言
电力系统无 功优化 问题是最优 潮流分析 的一个 分 支ｎ ， ２ ］从 Ｏ世纪 ６ Ｏ年代初期 开始 ， 电力 系统的规 模 逐渐扩 大 ， 电力 系统 无 功优 化 问题 已经 受到 国 内
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长 春 工 程学 院学 报 （ 自然科 学 版 ）２ １ 年 第 １ 卷 第 ｌ ０１ ２ 期 Ｊ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ Ｉｓ． ｅ ｈ （ ｔ Ｓ ｉＥ ｉ） ２ １ ， ｏ． ２ Ｎ ． ． ｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔＴ ｃ ． Ｎａ． ｃ． ｄ． 。０ １ Ｖ １１ 。 ｏ １
摘 要 ： 据 电 网现 有 的运 行 状 况 ， 国 家 电 力 市 场 根 在
较快 ， 以达 到实时性 的要求 ， 可 但是建 模过程 中存在
环境 下充分 考虑 了电力 系统 的安全 运 行 约束 ， 目 以 标 函数为 线路 网损 最 小、 电压 质量 最优 为 目标建 立
较 大误差口 。随着近几 年人工 智能 算法 的快 速发
外 电力科 研 人 员 和 高 校研 究 人 员 的广 泛 重视 。 同 时， 近几年 ， 电力市 场 经济 理论 被不 断推 广 ， 并在 推
广 的过程 中得到逐 步完 善 ， 多科研 人 员结 合 电力 许
电力系统 运行的经济性 ， 最终 目标 主要有 ： 系统 网损 最小， 运行状 态最 接 近最 优运 行状 态 等 。如果 考 虑
展， 其应 用领域也越 来越广 ， 这种人 工智能方 法应 将
用于 电力 系统无功优化 问题 中的研 究是很 多科研人
了数 学模 型 ， 将 改进混 合 遗传 算 法应用 到 此无 功 并 优化 问题 中， 采 用 ＭＡＴ ＡＢ编 程 实 现 算 法， 并 Ｌ 对
ＩＥ － Ｅ Ｅ ６节点测试 系统进行 了仿真计 算， 验证 算法 的 有 效性和 可行性 。