农村配电网无功优化算法与分布式控制系统.pdf

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1、第10期总第196期农业科技与装备No．10TotalNo．196．兰Q!Q±!Q旦垒堑兰坠迪丛墅竺望堡丝!呈!堑坐碰苎翌曼里旦亚里竺望!Q垡：至Q!Q农村配电网无功优化算法与分布式控制系统王玉林1．吕霞2(1．九台市农电有限公司，长春130500；2．辽宁省农业机械化研究所，沈阳110161)摘要：在农网线路无功补偿位置和补偿容量确定的情况下，提出一种改进的偈搜索算法，建立以网损最小为目标的电容器优化投切模型，并根据实时负荷变化以及系统运行状态控制补偿电容器组自动投切。从而实现整个网络损耗最小且实时电压不越限。

2、基于该方法建立的无功优化分布式控制系统包括无功补偿终端和后台控制中心。实际应用表明．该系统可实现配电线路全局无功优化控制，适于农村配电网络。关键词：农业工程；农村电网；无功优化；分布式控制系统；偈搜索算法中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：1674—1161(2010)10—0059—03在补偿电容器安装位置和分组情况已经确定的状况下。系统网损与电容器的运行状态密切相关，其关键是如何进行电容器分组优化投切的实时在线控制，这实际上是一个整数约束的组合优化问题。本文提出一种以智能算法为核心的农村电网线路无功优

3、化分布式控制策略。建立分布式无功补偿控制系统，由分布在各个补偿点的检测终端提供补偿所需的网络状态信息，由后台控制中心按照投切策略与控制算法向各个补偿点发布投切命令，实现全局无功优化。1系统结构与核心算法1．1系统结构农村电网电容器的实时优化投切问题可分解成若干个单馈线上电容器的实时优化投切子问题。本文电容器投切问题的数学模型及算法均针对单馈线。对于全局优化控制来说。为了实现在线的实时快速协调控制，可以只考虑补偿节点，这样搜索的维数就会降低，提高计算速度。无功优化分布式控制系统结构如图1所示。采用考察整条线路无功补

4、偿效果的策略，即将配电线路看作一个电器设备来进行补偿。线路中电容器组的投切控制决策结果是由无功补偿终端采集到的补偿点信息与控制中心在变电站出口所得到的系统信息，通过本文提出的优化算法综合得到的。首先．补偿终端对补偿点运行参数进行实时测量和处理。并将信息通过GPRS建立的远程通信通道送到控制中心：然后，控制中心将搜集来的馈线上所有补偿点的数据以及SCADA系统提供的变电站出口信息进行预处理，并收稿日期：2010—08-05作者简介：王玉林(1971一)，男，工程师，从事农电企业生产管理工作。将这些数据作为原始数据输

5、入到本文提出的优化算法中进行计算，所得到的结果再通过GPRS送往各个补偿终端，智能无功补偿终端根据控制中心送来的信息，发出投切指令。图1无功优化分布式控制系统结构图Figure1Structurediagramofdistributioncontrolsystemforactivepoweroptimization1．2改进的TS算法1．2．1数学模型无功优化投切控制数学模型的目标函数为有功损耗最小．表示为：minFp(E)(1)式中：Eh，e：，e，，⋯岛]7即为电容器投切控制矢量：17,为线路中电容器的总台数

6、。第i台电容器投入运行时，ei=l；第i台电容器退出运行时，ei=0。、约束条件如下：1)节点电压约束为：％。≤以≤“。(2)式中：以为节点i的电压；‰。、‰分别为节点i所允许电压的上下限值。2)电容器容量约束为：Q删。≤Qr≤Qci施(3)60农业科技与装备2010年10月式中：仉为节点i投切的电容器容量；Q。岫、Q～分别为节点i安装的电容器容量的上下限值。K．IQof．乞Q&(Ki=O，1，1，⋯，rt)(4)式中，K为正整数，表示节点i安装的电容器台数；Q屉为节点i电容器的单台容量。3)潮流约束为：．厂(P

7、，Q)=0(5)式(1)一式(5)组成了无功优化投切控制数学模型，求解该模型便可得最优投切控制策略。1．2．2电容器投切优化的改进TS算法rI's算法是一种全局逐步寻优算法．在解的优劣程度相当的条件下，11S算法的速度快于sA算法与GA算法．具有在线运行的优势。1)电容器分组投切的二进制优化编码。将一台电容器作为一个独立的控制对象，用“1”表示投入，用“0”表示切除。对每一控制变量采用2位二进制编码，则相当于每一补偿点电容器可分为22=4组投切．则线路中所有的电容器将组成一串二进制代码。从变电站开始，第1个补偿点

8、电容器标记为第l级，与第l级邻接的没有标记等级的补偿点电容器标记为第2级，与第2级邻接的没有标记的补偿点电容器标为第3级⋯⋯如此下去，直到最后一个没有被标记等级的电容器标为第m级为止。第m级称为电容器的最高级，寻优应从配电线路的末端开始。经过优化后的编码为：巴。为第m个控制变量的第l位。该位编码的权搜索区域1搜索区域2搜索区域m臣工丑互正三二：：：：：：：匝工卫CmlCa