周正陽

摘要：本文研究的主要目的是為了明確電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的重要性，通過提出一些改革的策略來提升電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的質量，進而推動我國電力事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。通過對電力系統(tǒng)無功優(yōu)化進行改革，能在一定程度上提升電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的整體水平。

關鍵詞：引力搜索算法;電力系統(tǒng);無功優(yōu)化

前言：

改進引力搜索算法的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化，已經成為電力企業(yè)的重要研究內容，這樣的研究特點使得相關工作人員在引力搜索算法的優(yōu)化過程中，需要對新型的引力搜索計算方式和電力系統(tǒng)無功優(yōu)化模式進行探究和創(chuàng)新，方能增強電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的整體水平。因此本文此次研究的內容和提出的策略對豐富電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的改革內容具有理論性意義，對指導電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的改革方式具有現實意義。

1引力搜索算法

1.1 理論依據

引力搜索算法在2009年初次被提出，該算法實際上是基于萬有引力定律以及牛頓第二運動定律作為重要理論依據得出的，并在種群移動空間內開展的全局搜索。結合萬有引力定律的理論內容可知，兩個不同的物體會因為受到萬有引力的作用而出現互相吸引的狀態(tài)，萬有引力將與兩個物體所具有的慣性質量的乘積成正比例關系，與兩個物體之間間距的平方數成反比例關系，即為F=G 。在一個總質量為M的物體承受力的大小為F的直接作用力時，將會出現加速度，即為a= [1]。

將兩個公式所描述出的萬有引力應用在多數量物體之間的引力作用之中，慣性質量為MA的物體A對實際慣性質量為MA的物體1能夠產生的萬有引力為FA。這就意味著在多數量物體之間萬有引力綜合作用下產生的合力F= FA，在該合力的狀態(tài)下MA產生的實際加速度為a。

1.2 基本原理

如果在B維的空間范圍內具有N個數量的粒子，它們所存在的位置用Xi=（xi1，xi2，...，xiB），位置的下標區(qū)域為i=1，2，...，B?；驹硎潜硎玖Ｗ铀惺艿暮狭在正常情況下將使用其他種類的粒子對其產生的萬有引カ作用進行隨機加權，在順利的計算出粒子i在處于第d分量時，在t時刻計算出其所承受的實際合力后，工作人員即可結合牛頓第二定律了解t時間時內粒子所具有的實際加速度，這就意味著研究人員可以在t時間內尋找到粒子的適應性最佳值。

在可見粒子具有的可適應值逐漸接近最優(yōu)值的過程中，粒子所具有的慣性質量也會隨之增大，該粒子對其他粒子產生的實際吸引力也隨之增大。粒子在進行移動的過程中，如果速度達到了[vm，vma]的區(qū)間范圍內，在利息出現越限時，研究人員應該盡可能將其控制在[vmn，vmx]的范圍內。因此粒子所處位置在[xmin，xm]范圍內時，在粒子位置達到x（t + 1），也就是粒子在越限狀態(tài)時，研究人員應該盡可能將其控制在[Exn，xma]內[2]。

在出現迭代的初期階段，如果設置了比較多的粒子，可以在一定程度上提升引力搜索算法所具有的全局算法搜索能力。在更新迭代次數逐漸增加時，研究人員僅需要適當的保留一些質量比較大的粒子進行作用力研究即可，可以有效的提升引力搜索算法在鄰域空間的搜索速率。

2無功優(yōu)化模型

現如今電力系統(tǒng)進行無功優(yōu)化時容易出現的問題主要運用發(fā)電機電壓調節(jié)、載型調壓變壓器的抽頭調整以及無功補償設備容量調整等舉措進行無功優(yōu)化調整，可以有效的降低電網的有功損耗量。正常情況下電力系統(tǒng)出現的無功優(yōu)化問題可以被描述為一個非線性規(guī)劃的模型。如果在進行電力系統(tǒng)無功優(yōu)化時使用最小功損網視為目標函數，函數公式即為如圖1所示。

在該函數中So、Sg代表發(fā)電機的集合以及母線的集合，Pa代表一個重要的節(jié)點i，表示系統(tǒng)發(fā)電產生的有功功率，Pi 是電力系統(tǒng)節(jié)點所具有的有功負荷，λ1和λ2代表因子，Qa、Qa表示發(fā)電機進行無功發(fā)力時的上限以及下限。U1、UJ則代表母線可承受電壓的上限以及下限，SQo和Uo代表發(fā)電機所具有的無功發(fā)力以及母線電壓的實際越限量[3]。

3基于引力搜索算法的無功優(yōu)化求解

3.1主要內容

引力搜索算法的主要內容是指在搜索算法的使用初期可以借助多個進行作用的粒子對種群產生的萬有引力作用進行分析，從而實現對區(qū)域內整體范圍的尋優(yōu)處理。在更新迭代的次數逐漸累積的狀態(tài)下，萬有引力的常數G將逐漸下降，種群會因為漸漸降低作用粒子的萬有引力作用而聚集在一起，聚集空間一般位于最優(yōu)解的鄰域區(qū)間。

研究人員即可以直接在局部的區(qū)間范圍內展開詳細搜索，即可高效的尋找到最佳解。但因為電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題中具有較多的離散變量，萬有引力常數G在指數逐漸下降的狀態(tài)，將造成電力系統(tǒng)離散變量較早的終止進行最優(yōu)解的尋找，不利于解決電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題和系統(tǒng)中離散變量的萬有引力常數G進行區(qū)分處理的問題，連續(xù)性變量的萬有引力常數G如果依照相應的公式開展更新，即可以使電力系統(tǒng)離散變量的萬有引力常數處于恒定不變的狀態(tài)[4]。

3.2操作步驟

首先需要進行讀入數據操作，研究人員在待優(yōu)化處理的電力系統(tǒng)的拓撲結構、系統(tǒng)負荷參數、發(fā)電機數據信息、系統(tǒng)電壓幅值、系統(tǒng)發(fā)電功率、系統(tǒng)無功補償的限值數據進行整合。隨后，研究人員即可進行電力系統(tǒng)的初始化處理，并設定好引力搜索算法具有的種群大小、萬有引力常數、萬有引力變化系數、最終存在的作用粒子數量以及最大的更新迭代次數。

第三步研究人員需要在電力系統(tǒng)中設定一個初始的種群，并提前設置一個待無功優(yōu)化變量，并且隨機進行初始種群的自動生成，對系統(tǒng)中的左右粒子開展搜索計算，并依照粒子的適應度指標，開展粒子適應度的評估測算，可以獲得一個系統(tǒng)范圍內最佳解的初始值。研究人員需要對電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的收斂條件具有一定的識別能力，研究人員需要了解更新迭代次數為y=y+1時，測算y<Y是否處于成立的真命題，假如是真命題，研究人員即可以繼續(xù)進行電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化，如果不是，研究人員需要立即將電力系統(tǒng)退出無功循環(huán)操作。

在計算電力系統(tǒng)粒子的質量時，研究人員應該挑選出種群中最優(yōu)和最差粒子所具有的實際適應值，并依照粒子質量測算公式計算出作用粒子的實際適應值。在進行電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的過程中需要及時的更新作用粒子所具有的個數。研究人員可以將種群依照質量大小以自大至小的順序開展排列步驟，并擇優(yōu)選取粒子作為電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的作用粒子。

在使用引力搜索計算進行粒子合力計算時，研究人員可以依照與之對應的公式計算出萬有引力常數，盡可能確保電力系統(tǒng)離散變量所具有的萬有引力常數處于恒定不變的狀態(tài)。工作人員依照間距公式可以較為精準的計算出非作用粒子以及作用粒子之間的物理距離，亦可計算出電力系統(tǒng)無功處理中所有粒子因互相吸引而出現的合力。

研究人員在更新粒子速率以及位置時，可依據引力搜索公式計算出各粒子所具有的實際加速度以及已更新粒子所具有的實際速率以及新的位置。在進行種群適應度綜合評估時，研究人員可以直接將各個粒子所處的位置當作控制變量開展電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化計算，從而計算出電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的最佳解。

結論：

通過文章的分析和研究得知，基于改進引力搜索算法的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化是推動電力系統(tǒng)全面發(fā)展的有效手段。本文研究中提出的幾點建議，主要圍繞電力系統(tǒng)無功優(yōu)化，注重基于改進引力搜索算法的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化才能更好的提升其電力系統(tǒng)的綜合水平，這對電力系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新具有重要的意義。在我國電力事業(yè)不斷發(fā)展下，將會出現多樣化的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化方法，作為電力企業(yè)的工作人員，應重視自身無功優(yōu)化能力的提升，進而為電力系統(tǒng)提供優(yōu)質的無功優(yōu)化服務。

參考文獻：

[1]劉利蘭. 電力系統(tǒng)無功優(yōu)化的改進引力搜索算法研究[D].重慶郵電大學，2017.

[2]唐卓貞，薛斌.基于萬有引力搜索算法的船舶電力系統(tǒng)無功優(yōu)化[J].中國航海，2016，39（02）：24-26+39.

[3]陳功貴，劉利蘭，郭艷艷，郭飛.基于改進引力搜索算法的無功優(yōu)化仿真研究[J].實驗技術與管理，2016，33（05）：113-116+120.

[4]鐘映紅，朱素群.基于引力搜索算法的電力系統(tǒng)無功優(yōu)化[J].廣東電力，2013，26（12）：110-115.