基于改进粒子群算法的电力系统无功优化研究

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1、_蠢

2、碾竞与贷甑YANJIUYUFENX基于改进粒子群冀法的电力系缀拳功优熊研究唐志琼，韩学军，孙守刚(东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)摘要：阐述了一种改进粒子群的无功优化方法。粒子群优化(PSO)算法是进化计算领域中的一个新的分支，其源于对乌群和鱼群群体运动行为的研究。针对粒子群优化容易陷入局部极值点的问题，文章提出混沌粒子群算法，该算法可以较好地避免PSO算法过快收敛于局部最优解，有较快的收敛速度。文中将该算法应用于求解电力系统无功优化问题，并与标准PSO算法的性能进行了对比，仿真计算证明该算法是有效、可行的。关键词：混沌算法：粒子群优化：无功优化；电力系统中图分类号

3、：TM744：TM714．3文献标志码：A文章编号：1673—7598(2009)01—0018—04O引言1无功优化的数学模型无功优化问题是一个典型的多约束非线性优化电力系统无功优化问题是一个多变量、非线性、问题，其约束范同窄、数量多，同时存在较多离散变多约束的组合问题，其控制变量既有连续变量f如节量。当同时考虑这些约束条件时不能保证其性能指点电压)，又有离散变量(有载调压分接头档位、补偿标是一个凸函数，而有可能是一个多峰函数。传统电容器的投切组数)，使得优化过程十分复杂。进行求解无功优化问题的方法有：缩减梯度法、线性规划无功优化计算一般要对发电机机端电压、可调变压法、非线性规划法等。

4、这些方法各有特点，但是它们器变比、节点补偿无功做综合调整，综合考虑目标函都要求目标函数可微，而且假设控制变量连续应用数和约束条件l1_，以下为群体优化的目标函数：这些算法时，需要做各种近似处理，难以得到理想的最优解。minf(x1,x2)：[+A1∑f)+粒子群优化(ParticleSwarmOptimization．PSO)A2Qi-Qi,lim算法具有并行处理、鲁棒性好和计算效率高等特～](1)，点，已成功应用于各种复杂的优化问题。目前PSO算法已在电力系统各种复杂优化问题中得=∑(G√c0+BusinOi)i∈Ni，≠s以应用，取得了较好的效果。但是从原理上讲．f2)在进化过程中标

5、准PSO算法受当前最优位置的Q=∑(GinOi,i-Bc。s0i)i∈Np，Q，ENi影响，容易出现收敛到局部极值而丢失全局最优并且满足如下约束方程：的结果。VG≤Vc≤V(；nnn．本文在标准PSO算法的基础上提出一种基于混,KT≤T≤KT一沌粒子群算法。其主要思想是将混沌优化方法和粒．．QC,nfin≤Qc≤Qc．子群优化算法结合构成一种新的混合粒子群算法，L_Hu≤I≤lJ_Hx将其运用于电力系统无功优化问题。本文通过对QG,~n≤QG≤Q(⋯IEEE30节点标准测试系统的无功优化试验，证明了SL≤5L该算法有较好的全局寻优能力．一收稿日期：2008—06—06作者简介：唐志琼(1

6、982一)，女，广两桂林人，硕士研究生，从事电力系统无功优化方面的研究。YANJIUYUFENXI研究与分析式中：A、A分别为违反电压约束和发电机无功出力的“规律”不重复遍历的所有状态。混沌优化算法就约束的惩罚因子；OL、分别为违反节点电压约束和是利用混沌变量的随机性、遍历性和规律性等特点违反发电机无功出力约束的节点集合；～Q分在解空间内进行优化搜索，易于跳出局部最优解，无别为节点电压和无功的限值；一分别为节点需优化问题具有连续性和可微性。一般将由确定性电压的上限和下限；Q⋯、Q⋯则分别为发电机节方程得到的具有随机性的运动状态称为混沌。呈现点的无功出力Q的上限和下限∈R且=iv。，K，混

7、沌状态的变量称为混沌变量，有：Q。]为控制变量，分别指发电机机端电压、有载调压Zi+l=ixxz(1_zf)(5)变压器变比和无功补偿容量；∈R且=iv，Q。，尸其中，为一个常数，当它在区间[3．56，4．0]取为状态变量，分别是负荷节点电压、发电机无功出力值时，就是一个混沌变量。混沌优化方法『sI空间较和平衡节点的有功出力；。是所有PQ节点的集合；小时效果显著，但搜索空间较大时，效果却不能令S是支路通过的功率。人满意。人们提出了变尺度混沌优化方法，其主要特点是根据搜索进程，不断缩小优化变量的搜索2基本粒子群优化算法空间。实验表明。这种方法能不断提高搜索精度，从而有较高的搜索效率。本文采

8、用缩小优化变量PSO算法]类似于其他进化类算法，每个优化搜索空间的方法，由粒子群迄今为止搜索到的最问题的潜在解都是搜索空间中的一个“粒子”。所优位置来决定混沌搜索空问，以它为基础产生混有粒子都有被优化的函数决定的适应值，每个粒沌序列。子的速度还可以决定其飞翔的方向和距离，然后假设整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置为粒子们就追随当前的最优粒子在解空问中搜索。Pg,i=19，P，⋯，pg,n；n为粒子群的粒子数目，每个粒PSO初始化为一