文档介绍：配电网电容器优化的研究
摘要:电容器优化配置和投切是配电网络优化的一项重要内容。回顾了电容器优化配置和投伸切的研究历史和发展现状,侧重对电容器优化投切的各蔡种算法进行了详细评述,分析了各种算法的特点及存在颀的问题,以促进该研究领域笨的进一步发展。
关键词:涌配电网络电容器配置投切算屁法
1引言
电容器作为配销电网无功补偿的重要设备,瞽在配电系统中被广泛使用。机通过合理地在配电系统中配数置和控制电容器,可以提高ニ配电系统的电压质量,改善褪功率因素,降低网络损耗,增加系统容量。
配电网络词电容器优化问题分为规划和墅运行两大类。规划问题主要Ω确定电容器的安装位置、类鲟型和额定容量,在满足电压喃约束的条件下使投资费用最撞低。规划问题也称电容器优诫化配置问题。运行问题是在呓现有无功设备配置(电容器手的位置和最大容量已定)的墅基础上,根据实际负荷的变檐化,确定可投切电容器组的臼投切方案,使网损最小或运肌行费用最低。运行问题也称电容器优化投切问题。
自齿从上个世纪50年代以来,并联电容器的效益问题一直
炖得到科技工作者的关注,有怖关文献非常之多[1,2],但大都是从规划角度来研矢究,而从运行角度来研究电瘁容器优化投切的文献较少。关于电容优化配置问题已有相关文献综述了其研究发展抢的过程[3-6],本文侧回重对电容器优化投切问题的徵算法进行归纳总结。
2电燕容器优化配置
电容器优化配置问题是在满足各种不同褡负荷水平下所有等式及不等式约束条件的情况下,确定簦配电系统中配置电容器的位て置、大小以及数目以获得最大的收益。这是一个混合整堠数非线性组合优化问题,目磅标函数不可微。文献[3-骼6]阐述了电容器优化配置衢问题的研究发展过程。
由于缺乏高效的计算工具,早溴期普遍采用解析方法,这要Ф求目标函数是连续可微的。歌为得到这样的目标函数需要呷做一些与实际情况不符的简罪化假设,如认为电容的位置和大小是连续变量、馈线截麇面均等以及各点负荷按统一的模式变化等。尽管作了这些假设,在多数情况下所得≈到的目标函数仍然相当复杂箱,这类方法的主要缺点是所宸得优化结果与实际情况不符。
随着计算机技术的发展脶,各种数学规划方法被应用于解决电容器优化配置问题,其中部分方法能够将电容耕器的位置和大小当成离散变胧量处理,这相对于解析方法帚来说是一大进步。该类方法
沫虽然可以得到最优解,但计劭算繁杂,效率较低。
进入ㄝ90年代以来,启发式方法它、人工神经网络(works,ANN跃)/专家系统方法、基于随{机化优化技术的方法、模拟彐退火(Simulated刷Annealing,SA獯)以及禁忌搜索等)在配电寞网电容器优化配置问题中得悍到应用。相对于解析方法和胸数学规划方法来说,启发式死方法以及专家系统方法直观颧,易于理解,实现起来简单刮,但是不能确保得到最优解才;针对不同的配电系统负荷状态,将人工神经网络方法央应用于电容器优化配置需要濑频繁训练样本,对于一个有娴一定规模的配电网,要得到悸所有可能的负荷模式是困难桓的,而训练样本也需要大量位的时间;基于随机化优化技扬术的方法由于能有效处理不椋可微的目标函数,特别适合鸱于解决组合优化问题,实践震证明这些随机化优化方法具甏有比传统优化方法更好的全ザ局寻优能力,但其收敛性及计算速度有待进一步提高。
3电容器优化投切
配电网电容器优化投切是用来决定档配电系统中已安装的电容器朔组在不同负荷状态下的投切鸭策略,以达到减小系统运行镶时功率或能量损耗目的的一闩种运行控制手段。按照运用滦的优化方法不同,可以将其腕分为以下几类。
传统数学边规划算法
1)非线性规划匠
1982年,Grain耘ger等率先用非线性规划を解决电容器优化问题,用恒缥电流模型模拟负荷和电容器惟,构造了相应的数学模型,否并进行了一系列的研究工作[7-10]。由于所构造诟的模型[7-9]无法考虑元件的电压静特性,故具有明一定的局限性。1985年感,Grainger[11琮]将研究推向深入,引入了┪标准化等效馈线的概念,解否决了带旁支的较复杂配电网痉络的无功电压控制问题,将阼其分解为电容器和电压调节婕器两个子问题,用非线性规划法求解。在电容器子问题р中同时考虑了规划和运行,磨确定了在何处安装多大容量痒的电容器、以及如何控制这摊些固定的和可控的电容器以使年综合费用最低,即在考チ虑电容器安装费用的基础上$通过优化投切电容器以最大猫限度地节约电能。上述文献赁中,只有文献[9]考虑到べ电容器的整数约束,且用分莫支定界法求解;其他文献[彝7-8,10-11]都把电容器的位置和大小当成连檎续变量,与实际情况不符。
2)线性规划
邓佑满[1飓2]从实时控制角度研究电蓼容器优化投切的台数问题,罘推导了其逐次线性整