考虑配电网运行综合经济性的无功电压优化分析

董铁孝等

【摘要】为了在根本上对配电网运行的综合经济性无功电压进行全面分析，文章对同一种运行系统的网损设备操作的相关成本和限制调控设备数量的无功电压综合控制新方式。结合实际情况，本文从两个方面，阐述了配电网运行及设备控制综合经济性的无功电压优化过程与方式。

【关键词】无功电压优化；惰性因子；灵敏度；实时控制；操作成本

以往的无功电压优化的相关工作主要是在运行的经济性方面进行考虑，利用的是有功网损最小的函数。但在以往追求优化相关目标和网损最小满足相关安全性的时候，会在一次优化过程中，造成相关数量过多的现象，这种周期内的调动令相关设备的调解显得过于频繁，在根本上影响了相关设备的寿命，并在一定程度上增加了对系统的干扰。

一、运行和社会综合经济型的实时优化算法

因为在以往的优化模型之中，还没有对相关设备动作的次数与成本进行全面考虑，在根本上令相关设备出现频繁操作的现象，这种现象还会令设备的利用率变大，这种现象会对设备造成一定的损耗，并令电压参与到无功率的调整，最终对系统造成一定的干扰。和已经获取到的网损相比较，令其变的得不偿失。但如果只是对动作次数进行限制，那么在相关调度的周期之内，就会出现阶段性动作设备过多的现象，令后时段的设备没有进行相关调整，给设备的维护工作造成了一定的影响。为了在根本上将上述不足进行弥补，就要从实时的角度进行研究，将动作次数和操作成本在根本上加以考虑。

（一）实施优化函数模型

总目标函数由以下几个函数目标构成：

1.最佳调解效果

本式子中的RI指的是第i台能够调解设备的灵敏程度，其中包含了网损灵敏程度，电压灵敏程度以及功率因数的灵敏程度，这里均使用表幺值进行表示。Aj表示的是相对应灵敏程度的权重，灵敏程度指的是控制微量变化时候状态量的改变值（偏导数）xi是第i台能够调解设备的相关动作状态，（和变压器为调解的壁纸，电容以及电抗为调解的无功数。均选用幺值，发电机是调节量的幺值。如果没有动作产生则选用0，M是能够调解电容量的总数，n是能够调解编容器的总数[1]。

在这个子目标当中，在一定程度上对调解设备动作之后的相关系统数量的优化效果进行了统计，进行统计的前提是对每个先挂设备的灵敏程度在调节量在一定范围内近似值保持不变，只能够在矩阵为高稀疏情况之下得到满足。调节量的大小能够在第二个字母表的对应项目中得到一定的控制，当计算结果显示调节量过大的时候，能够在新的运行点上计算出新的灵敏度。

在特定系统中，相关控制，扰动和状态变量如下列所示：

在本算式中，x u p分别代表了扰动变量，控制变量以及状态变量的初始值，控制电量发电机分为有功和无功，状态变量的节点电压分为幅值和相角，扰动变量则为节点的符合功率。F（x，u，p）表示了系统的功率平衡性方程，也就是潮流方程。

对于相关优化问题，要在根本上保持扰动变量的恒定，在这个式子中能够在根本上将控制变量和状态变量的灵敏程度求出来，也就是电压灵敏程度。在相关优化问题中，将发电机功率和电压变电器与比电容有着一定的关系，电抗器能够将其功率进行调节。式子中的U表示了节点有功率，没有功率注入[2]，在上述先关问题所涉及到的调节量当中，变比电容和电抗器能够调解，无功率输出。且有再调解电压器的相关变化转化成节点注入功率的变化，由此可见，每个节点的功率的灵敏程度能够通过上述式子的潮流方程进行联合，网损灵敏程度是点功率灵敏程度增加而增加，功率的灵敏因数以节点内有功为标准。无功灵敏的程度之比，对三种灵敏程度的权重进行比较，可以明显的看出网损，电压等情况。

2.等式和不等式的约束

等式和不等式的相关计算方式和传统算法一致，在对其算法进行优化的时候，仅在其进行搜索过程中就能够得到全面满足，再次同时将子目标的惰性因子引入到其中，其目的在于将控制变量的动作次数在根本上加以限制。对于状态量的约束能够通过字母表的相关对应项来全面实现。

3.寻优计算

为了在根本上将无功电压的相关控制系统实时运行速率加以提升，对上述所使用的目标以及约束进行了一系列简化[3]，因此，为取得优化成果，在寻优计算中可以使用线性规划等方式来进行全面优化。

（二）多个目标的综合协调与调度员措施

因为每个区域的相关系统运行情况不尽相同。对于在3个不同子目标之间的权重能够依照调度的相关要求与设备和系统的运行状况进行全面确定，在对运行方式进行全面制定的时候，可以按照与之相关的决策方式进行全面制定，另外依照调度员和相关系统的以往经验调度工作进行时的时候进行实时调整。能够采用经常使用的权重确定方式来讲3个子项目之间的权重进行全面确定，在本次实验中使用了已经经过改良的层次分析方式进行权重测定，将较为复杂的系统中的相关因素规划为几个有序的层次，最终形成一个具有多层次结构的模型，依照每个因素之间的隶属关系，把因素依照不同的层次进行全面组合，最終形成一个多层次的结构模型，最后将最底层和相对的重要程度权值和优劣程度的排序问题。在本实验中给出了应用的实时调整界面，能够在根本上供相关工作人员在进行决策的时候使用[4]。

二、配电网的运行与设备控制经济型无功电压优化流程

在进行调度周期开始以前，对实现准备优化的相关流程进行设计，在此其中，启动条件在包含了网损的大小情况，每个节点电压之间的相关水平，在必要的时候，能够允许利用人工的方式来启动先关优化进程，这时候系统能够在根本上实现开环运行，在运行的时候，对于系统设置有着不同的要求和权重，并将系统输出了多组优化形成可行解，（给出多个综合优化方案，相关工作人员要结合自身相关经验现场的实际情况进行灵活选择，另外，也能够对利用迭代终止的方式的方式对数据实现修改，最终在优化效率以及质量方面进行权衡。

结束语

综上所述，本文将相关系统的运行方式和操作的经济性供电压优化方式进行了全面论述，并把一般化的无功电压中所形成的在网损最小情况下取得最优解，并将其转化为寻找相关系统综合运行的满意解，在简历的相关方式中，不但能够在根本上实现离线方式的优化计算，还能够将实施控制加以实现，争取在较短的时间内将大规模的系统用无功计算与系数限制问题加以全面突破。这种方式不但能够实现配电网的无功最优化，还能够将次数限制问题在根本上加以突破，系统的在线调控功能能够令整个系统变得更为实用，由此可见，该方式有一定的实用性存在。

参考文献

[1]胡泽春.王锡凡.配电网无功优化的分时段控制策略.电力系统自动化，2002，26（6）：45一49.

[2]倪炜，单渊达.具有优化路径的遗传算法应用于电力系统无功优化.电力系统自动化，2000，24（21）：40一44.

[3]刘明波，朱春明，钱康龄.计及控制设备动作次数约束的动态无功优化算法.中国电机工程学报，2004，24（1）.

[4]何仰赞，温增银，汪馥英，等.电力系统分析.武汉：华中理工大学出版社，1996.