曾敏

在地區(qū)配電網中進行系統(tǒng)多目標動態(tài)無功優(yōu)化的主要目的是：通過一定的優(yōu)化方式，對系統(tǒng)進行一定的優(yōu)化調整，使系統(tǒng)在滿足特定的約束條件的前提下，系統(tǒng)的多個指標工作于最優(yōu)狀態(tài)，主要的目標函數(shù)有：電容器的投切次數(shù)是否是最小值、變壓器的分接頭是否是最小值、無功補償設備投資是否是最小值、系統(tǒng)的有功損耗是否是最小值、額定電壓與電壓之差是否是最小值、電壓的質量是否達到了最優(yōu)狀態(tài)。本文就針對此予以簡單分析。

一、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化中存在的問題

目前對于配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究主要集中在如何提高系統(tǒng)優(yōu)化的計算速度、如何改善系統(tǒng)的收斂性上，很多優(yōu)化計算方法都是在此基礎上提出的，但是隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，經濟性、安全性的要求越來越高，對配電網無功優(yōu)化的過程的約束條件的要求越來越嚴格，目前普遍使用的優(yōu)化計算方法及應用軟件中存在著下列問題：（1）沒有結合電力系統(tǒng)實際工作中的控制，實際控制對無功優(yōu)化的效果的因素是多種多樣的，如系統(tǒng)的實際控制對變壓器有載調壓分接頭的調整，而目前很多的優(yōu)化方法主要的優(yōu)化內容是對靜態(tài)補償電容的補償值的調節(jié)；（2）運算過程非常繁復，要建立起有效的數(shù)學模型具有較大的難度，很多優(yōu)化計算方法中，都忽略了配電網絡中負荷的季節(jié)變化、日常變化等因素對優(yōu)化計算結果的影響，只是單純的考慮正常負荷、負荷低谷、負荷高峰等幾種配電網絡特定的運行方式來進行計算，與實際的多目標優(yōu)化有一定的偏差；（3）在計算的過程中，為了簡化計算，配電網絡的負載阻抗、配變、線路阻抗等參數(shù)，通常被近似或忽略，在計算中不考慮這些參數(shù)，通常會造成優(yōu)化計算中所得值，與實際值有很大的誤差。

由于存在以上問題，因此在配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究中，首先應該建立起與實際情況相符的、精確的數(shù)學模型，在計算的過程中確定正確的多目標函數(shù)，確定出合理的無功補償?shù)攸c、電容器的投切組數(shù)、電源變壓器的分接頭位置、無功補償電容器組的最小、最大補償量等，下面介紹一種配電網多目標無功優(yōu)化潮流算法。

二、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的計算方法

例如變壓器的有載調壓分接頭的位置等；x表示狀態(tài)變量，例如節(jié)點電壓等；y表示系統(tǒng)的輸出矢量，例如支路電流等。

在傳統(tǒng)的潮流計算時，要想得到一個滿意的設定值是需反復計算的，通常采用不同的約束條件，計算所得的值往往是截然不同的，同時在計算的過程中，控制變量的值的確定，需要工程師根據(jù)經驗來進行選擇，包含了一定的不穩(wěn)定影響因素，因此，根據(jù)地區(qū)配電網絡的特點，提出了一種多目標無功優(yōu)化潮流計算方法。

其主要的特點表現(xiàn)為：（1）借助單線圖界面（2）系統(tǒng)設備屬性包含于數(shù)據(jù)庫中，數(shù)學建模十分方便（3）包含了多個目標函數(shù)，可以選中一個或多個目標函數(shù)進行計算，自行設定各個目標函數(shù)的比例；（4）控制變量能夠自動的調節(jié)（5）可以提供各種不同的約束條件。該計算方法能夠對系統(tǒng)中的各種控制設置進行自動的調節(jié)，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行條件的優(yōu)化，再通過計算，確保計算的結果符合不等式或等式的約束條件，最終得到有效的、可靠的系統(tǒng)優(yōu)化分析結果。

三、軟件計算應用實例

配電網絡多目標動態(tài)無功優(yōu)化計算的過程中，所使用的軟件應該能夠提供圖形化的用戶界面，方便操作者設定系統(tǒng)的運行狀態(tài)及系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，其潮流程序不僅要能夠對電力系統(tǒng)進行潮流分析，還要實現(xiàn)配電網絡的多目標優(yōu)化。PowerStation軟件是一種廣泛應用于電力系統(tǒng)分析的軟件，具有網絡嵌套、完整的設備數(shù)據(jù)庫、多維數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點，能夠在Windows操作平臺進行操作，本次研究中選取利用PowerStation軟件建立的單電源干線式開式網單線圖作為實例進行分析，如圖1所示。

1 確定出補償?shù)攸c及其容量最大值

配電網絡線路無功優(yōu)化時，通常會進行無功補償，在計算時一般假定補償?shù)臒o功是在系統(tǒng)中均勻分布，這通常能夠有效的降低系統(tǒng)的網損，但在實際運行過程中，無功并不能均勻的分布，并且該種補償方法需要在線路上安裝電容器組，增加了系統(tǒng)的投資成本，而且為系統(tǒng)的維護、操作帶來了麻煩，因此，在本次實例優(yōu)化中，選擇在系統(tǒng)的配變低壓側來進行補償，將補償位置選擇在用戶配電變壓器的低壓側和公用配電變壓器側，這兩種變壓器的負荷性質、容量等值都不相同，在每個補償點所安裝的電容器組的總容量的最大值選擇與配電變壓器的容量值相等，也就是說，如果是400KVA的配電，選擇補償電容器組時，最小的補償量值為0，而最大的補償量值為400kvar。

2 確定出系統(tǒng)的約束條件極其優(yōu)化目標

本次研究中的優(yōu)化目標為

本次研究中所選擇的約束條件，需要滿足平衡等式約束條件，并且需要滿足這樣幾點條件：（1）變壓器的分接頭的約束條件為，T1變壓器低壓側電壓可以進行調節(jié)，同時變壓器的變比需滿足的條件為3 進行優(yōu)化計算

在PowerStation軟件中按下優(yōu)化潮流的按鈕，開始進行優(yōu)化計算，查看相應的計算報告得到支路的潮流信息及相關的優(yōu)化措施，如果無法滿足相應的約束條件，可以對某些量值進行調整，重新計算得到計算結果。

量的計算問題，并且變壓器的調節(jié)分接頭對于無功補償容量具有較大的影響，將PowerStation軟件優(yōu)化潮流計算應用于動態(tài)無功優(yōu)化中，具有很好的優(yōu)化效果。

結語

本文在對多目標動態(tài)無功優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀進行分析的基礎上，對其優(yōu)化計算方法進行了簡單分析，并提出了將系統(tǒng)控制與PowerStation優(yōu)化潮流程序結合起來的優(yōu)化計算方法，并應用實例進行驗證，實驗表明，該計算方法能夠起到很好的優(yōu)化效果。

參考文獻

[1]宋麗群，魏曉峰，任水華，王鳳鳴.配電網多目標無功優(yōu)化方法研究與應用[J].南京工程學院學報（自然科學版），2012（04）.

[2]李國慶，楊悅.基于現(xiàn)代數(shù)學算法的配電網動態(tài)無功優(yōu)化研究[J].東北電力大學學報，2010（04）.

[3]程杉，陳民鈾，黃薏宸.含分布式發(fā)電的配電網多目標無功優(yōu)化策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（10）.endprint

在地區(qū)配電網中進行系統(tǒng)多目標動態(tài)無功優(yōu)化的主要目的是：通過一定的優(yōu)化方式，對系統(tǒng)進行一定的優(yōu)化調整，使系統(tǒng)在滿足特定的約束條件的前提下，系統(tǒng)的多個指標工作于最優(yōu)狀態(tài)，主要的目標函數(shù)有：電容器的投切次數(shù)是否是最小值、變壓器的分接頭是否是最小值、無功補償設備投資是否是最小值、系統(tǒng)的有功損耗是否是最小值、額定電壓與電壓之差是否是最小值、電壓的質量是否達到了最優(yōu)狀態(tài)。本文就針對此予以簡單分析。

一、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化中存在的問題

目前對于配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究主要集中在如何提高系統(tǒng)優(yōu)化的計算速度、如何改善系統(tǒng)的收斂性上，很多優(yōu)化計算方法都是在此基礎上提出的，但是隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，經濟性、安全性的要求越來越高，對配電網無功優(yōu)化的過程的約束條件的要求越來越嚴格，目前普遍使用的優(yōu)化計算方法及應用軟件中存在著下列問題：（1）沒有結合電力系統(tǒng)實際工作中的控制，實際控制對無功優(yōu)化的效果的因素是多種多樣的，如系統(tǒng)的實際控制對變壓器有載調壓分接頭的調整，而目前很多的優(yōu)化方法主要的優(yōu)化內容是對靜態(tài)補償電容的補償值的調節(jié)；（2）運算過程非常繁復，要建立起有效的數(shù)學模型具有較大的難度，很多優(yōu)化計算方法中，都忽略了配電網絡中負荷的季節(jié)變化、日常變化等因素對優(yōu)化計算結果的影響，只是單純的考慮正常負荷、負荷低谷、負荷高峰等幾種配電網絡特定的運行方式來進行計算，與實際的多目標優(yōu)化有一定的偏差；（3）在計算的過程中，為了簡化計算，配電網絡的負載阻抗、配變、線路阻抗等參數(shù)，通常被近似或忽略，在計算中不考慮這些參數(shù)，通常會造成優(yōu)化計算中所得值，與實際值有很大的誤差。

由于存在以上問題，因此在配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究中，首先應該建立起與實際情況相符的、精確的數(shù)學模型，在計算的過程中確定正確的多目標函數(shù)，確定出合理的無功補償?shù)攸c、電容器的投切組數(shù)、電源變壓器的分接頭位置、無功補償電容器組的最小、最大補償量等，下面介紹一種配電網多目標無功優(yōu)化潮流算法。

二、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的計算方法

例如變壓器的有載調壓分接頭的位置等；x表示狀態(tài)變量，例如節(jié)點電壓等；y表示系統(tǒng)的輸出矢量，例如支路電流等。

在傳統(tǒng)的潮流計算時，要想得到一個滿意的設定值是需反復計算的，通常采用不同的約束條件，計算所得的值往往是截然不同的，同時在計算的過程中，控制變量的值的確定，需要工程師根據(jù)經驗來進行選擇，包含了一定的不穩(wěn)定影響因素，因此，根據(jù)地區(qū)配電網絡的特點，提出了一種多目標無功優(yōu)化潮流計算方法。

其主要的特點表現(xiàn)為：（1）借助單線圖界面（2）系統(tǒng)設備屬性包含于數(shù)據(jù)庫中，數(shù)學建模十分方便（3）包含了多個目標函數(shù)，可以選中一個或多個目標函數(shù)進行計算，自行設定各個目標函數(shù)的比例；（4）控制變量能夠自動的調節(jié)（5）可以提供各種不同的約束條件。該計算方法能夠對系統(tǒng)中的各種控制設置進行自動的調節(jié)，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行條件的優(yōu)化，再通過計算，確保計算的結果符合不等式或等式的約束條件，最終得到有效的、可靠的系統(tǒng)優(yōu)化分析結果。

三、軟件計算應用實例

配電網絡多目標動態(tài)無功優(yōu)化計算的過程中，所使用的軟件應該能夠提供圖形化的用戶界面，方便操作者設定系統(tǒng)的運行狀態(tài)及系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，其潮流程序不僅要能夠對電力系統(tǒng)進行潮流分析，還要實現(xiàn)配電網絡的多目標優(yōu)化。PowerStation軟件是一種廣泛應用于電力系統(tǒng)分析的軟件，具有網絡嵌套、完整的設備數(shù)據(jù)庫、多維數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點，能夠在Windows操作平臺進行操作，本次研究中選取利用PowerStation軟件建立的單電源干線式開式網單線圖作為實例進行分析，如圖1所示。

1 確定出補償?shù)攸c及其容量最大值

配電網絡線路無功優(yōu)化時，通常會進行無功補償，在計算時一般假定補償?shù)臒o功是在系統(tǒng)中均勻分布，這通常能夠有效的降低系統(tǒng)的網損，但在實際運行過程中，無功并不能均勻的分布，并且該種補償方法需要在線路上安裝電容器組，增加了系統(tǒng)的投資成本，而且為系統(tǒng)的維護、操作帶來了麻煩，因此，在本次實例優(yōu)化中，選擇在系統(tǒng)的配變低壓側來進行補償，將補償位置選擇在用戶配電變壓器的低壓側和公用配電變壓器側，這兩種變壓器的負荷性質、容量等值都不相同，在每個補償點所安裝的電容器組的總容量的最大值選擇與配電變壓器的容量值相等，也就是說，如果是400KVA的配電，選擇補償電容器組時，最小的補償量值為0，而最大的補償量值為400kvar。

2 確定出系統(tǒng)的約束條件極其優(yōu)化目標

本次研究中的優(yōu)化目標為

本次研究中所選擇的約束條件，需要滿足平衡等式約束條件，并且需要滿足這樣幾點條件：（1）變壓器的分接頭的約束條件為，T1變壓器低壓側電壓可以進行調節(jié)，同時變壓器的變比需滿足的條件為3 進行優(yōu)化計算

在PowerStation軟件中按下優(yōu)化潮流的按鈕，開始進行優(yōu)化計算，查看相應的計算報告得到支路的潮流信息及相關的優(yōu)化措施，如果無法滿足相應的約束條件，可以對某些量值進行調整，重新計算得到計算結果。

量的計算問題，并且變壓器的調節(jié)分接頭對于無功補償容量具有較大的影響，將PowerStation軟件優(yōu)化潮流計算應用于動態(tài)無功優(yōu)化中，具有很好的優(yōu)化效果。

結語

本文在對多目標動態(tài)無功優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀進行分析的基礎上，對其優(yōu)化計算方法進行了簡單分析，并提出了將系統(tǒng)控制與PowerStation優(yōu)化潮流程序結合起來的優(yōu)化計算方法，并應用實例進行驗證，實驗表明，該計算方法能夠起到很好的優(yōu)化效果。

參考文獻

[1]宋麗群，魏曉峰，任水華，王鳳鳴.配電網多目標無功優(yōu)化方法研究與應用[J].南京工程學院學報（自然科學版），2012（04）.

[2]李國慶，楊悅.基于現(xiàn)代數(shù)學算法的配電網動態(tài)無功優(yōu)化研究[J].東北電力大學學報，2010（04）.

[3]程杉，陳民鈾，黃薏宸.含分布式發(fā)電的配電網多目標無功優(yōu)化策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（10）.endprint

在地區(qū)配電網中進行系統(tǒng)多目標動態(tài)無功優(yōu)化的主要目的是：通過一定的優(yōu)化方式，對系統(tǒng)進行一定的優(yōu)化調整，使系統(tǒng)在滿足特定的約束條件的前提下，系統(tǒng)的多個指標工作于最優(yōu)狀態(tài)，主要的目標函數(shù)有：電容器的投切次數(shù)是否是最小值、變壓器的分接頭是否是最小值、無功補償設備投資是否是最小值、系統(tǒng)的有功損耗是否是最小值、額定電壓與電壓之差是否是最小值、電壓的質量是否達到了最優(yōu)狀態(tài)。本文就針對此予以簡單分析。

一、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化中存在的問題

目前對于配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究主要集中在如何提高系統(tǒng)優(yōu)化的計算速度、如何改善系統(tǒng)的收斂性上，很多優(yōu)化計算方法都是在此基礎上提出的，但是隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，經濟性、安全性的要求越來越高，對配電網無功優(yōu)化的過程的約束條件的要求越來越嚴格，目前普遍使用的優(yōu)化計算方法及應用軟件中存在著下列問題：（1）沒有結合電力系統(tǒng)實際工作中的控制，實際控制對無功優(yōu)化的效果的因素是多種多樣的，如系統(tǒng)的實際控制對變壓器有載調壓分接頭的調整，而目前很多的優(yōu)化方法主要的優(yōu)化內容是對靜態(tài)補償電容的補償值的調節(jié)；（2）運算過程非常繁復，要建立起有效的數(shù)學模型具有較大的難度，很多優(yōu)化計算方法中，都忽略了配電網絡中負荷的季節(jié)變化、日常變化等因素對優(yōu)化計算結果的影響，只是單純的考慮正常負荷、負荷低谷、負荷高峰等幾種配電網絡特定的運行方式來進行計算，與實際的多目標優(yōu)化有一定的偏差；（3）在計算的過程中，為了簡化計算，配電網絡的負載阻抗、配變、線路阻抗等參數(shù)，通常被近似或忽略，在計算中不考慮這些參數(shù)，通常會造成優(yōu)化計算中所得值，與實際值有很大的誤差。

由于存在以上問題，因此在配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的研究中，首先應該建立起與實際情況相符的、精確的數(shù)學模型，在計算的過程中確定正確的多目標函數(shù)，確定出合理的無功補償?shù)攸c、電容器的投切組數(shù)、電源變壓器的分接頭位置、無功補償電容器組的最小、最大補償量等，下面介紹一種配電網多目標無功優(yōu)化潮流算法。

二、地區(qū)配電網多目標動態(tài)無功優(yōu)化的計算方法

例如變壓器的有載調壓分接頭的位置等；x表示狀態(tài)變量，例如節(jié)點電壓等；y表示系統(tǒng)的輸出矢量，例如支路電流等。

在傳統(tǒng)的潮流計算時，要想得到一個滿意的設定值是需反復計算的，通常采用不同的約束條件，計算所得的值往往是截然不同的，同時在計算的過程中，控制變量的值的確定，需要工程師根據(jù)經驗來進行選擇，包含了一定的不穩(wěn)定影響因素，因此，根據(jù)地區(qū)配電網絡的特點，提出了一種多目標無功優(yōu)化潮流計算方法。

其主要的特點表現(xiàn)為：（1）借助單線圖界面（2）系統(tǒng)設備屬性包含于數(shù)據(jù)庫中，數(shù)學建模十分方便（3）包含了多個目標函數(shù)，可以選中一個或多個目標函數(shù)進行計算，自行設定各個目標函數(shù)的比例；（4）控制變量能夠自動的調節(jié)（5）可以提供各種不同的約束條件。該計算方法能夠對系統(tǒng)中的各種控制設置進行自動的調節(jié)，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行條件的優(yōu)化，再通過計算，確保計算的結果符合不等式或等式的約束條件，最終得到有效的、可靠的系統(tǒng)優(yōu)化分析結果。

三、軟件計算應用實例

配電網絡多目標動態(tài)無功優(yōu)化計算的過程中，所使用的軟件應該能夠提供圖形化的用戶界面，方便操作者設定系統(tǒng)的運行狀態(tài)及系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)，其潮流程序不僅要能夠對電力系統(tǒng)進行潮流分析，還要實現(xiàn)配電網絡的多目標優(yōu)化。PowerStation軟件是一種廣泛應用于電力系統(tǒng)分析的軟件，具有網絡嵌套、完整的設備數(shù)據(jù)庫、多維數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點，能夠在Windows操作平臺進行操作，本次研究中選取利用PowerStation軟件建立的單電源干線式開式網單線圖作為實例進行分析，如圖1所示。

1 確定出補償?shù)攸c及其容量最大值

配電網絡線路無功優(yōu)化時，通常會進行無功補償，在計算時一般假定補償?shù)臒o功是在系統(tǒng)中均勻分布，這通常能夠有效的降低系統(tǒng)的網損，但在實際運行過程中，無功并不能均勻的分布，并且該種補償方法需要在線路上安裝電容器組，增加了系統(tǒng)的投資成本，而且為系統(tǒng)的維護、操作帶來了麻煩，因此，在本次實例優(yōu)化中，選擇在系統(tǒng)的配變低壓側來進行補償，將補償位置選擇在用戶配電變壓器的低壓側和公用配電變壓器側，這兩種變壓器的負荷性質、容量等值都不相同，在每個補償點所安裝的電容器組的總容量的最大值選擇與配電變壓器的容量值相等，也就是說，如果是400KVA的配電，選擇補償電容器組時，最小的補償量值為0，而最大的補償量值為400kvar。

2 確定出系統(tǒng)的約束條件極其優(yōu)化目標

本次研究中的優(yōu)化目標為

本次研究中所選擇的約束條件，需要滿足平衡等式約束條件，并且需要滿足這樣幾點條件：（1）變壓器的分接頭的約束條件為，T1變壓器低壓側電壓可以進行調節(jié)，同時變壓器的變比需滿足的條件為3 進行優(yōu)化計算

在PowerStation軟件中按下優(yōu)化潮流的按鈕，開始進行優(yōu)化計算，查看相應的計算報告得到支路的潮流信息及相關的優(yōu)化措施，如果無法滿足相應的約束條件，可以對某些量值進行調整，重新計算得到計算結果。

量的計算問題，并且變壓器的調節(jié)分接頭對于無功補償容量具有較大的影響，將PowerStation軟件優(yōu)化潮流計算應用于動態(tài)無功優(yōu)化中，具有很好的優(yōu)化效果。

結語

本文在對多目標動態(tài)無功優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀進行分析的基礎上，對其優(yōu)化計算方法進行了簡單分析，并提出了將系統(tǒng)控制與PowerStation優(yōu)化潮流程序結合起來的優(yōu)化計算方法，并應用實例進行驗證，實驗表明，該計算方法能夠起到很好的優(yōu)化效果。

參考文獻

[1]宋麗群，魏曉峰，任水華，王鳳鳴.配電網多目標無功優(yōu)化方法研究與應用[J].南京工程學院學報（自然科學版），2012（04）.

[2]李國慶，楊悅.基于現(xiàn)代數(shù)學算法的配電網動態(tài)無功優(yōu)化研究[J].東北電力大學學報，2010（04）.

[3]程杉，陳民鈾，黃薏宸.含分布式發(fā)電的配電網多目標無功優(yōu)化策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（10）.endprint