解决电力市场无功优化问题的序优化级联编码遗传算法 ordinal-based genetic algorithm with cascaded encoding for reactive power optimization of electricity market.pdfVIP

第28卷第2期 电力自动化设备 V01．28No．2 Elect—cPowerAutomatjon Feb．2008 2008年2月 Equipment o 解决电力 市场无功优化问题的 序优化级联编码遗传算法 赵大溥1，何光宇1，钟金2，倪以信2 (1．清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统国家重点实验室，北京100084； 2．香港大学电机电子工程系，香港) 摘要：发电机和并联补偿设备是系统中主要的无功源。负责满足负荷的无功需求并维持系统电压水平。 在电力市场环境下。对无功的优化调度要考虑各类无功电源的成本。并以此作为建立无功市场机制 的基础。建立了一个在电力市场环境下考虑无功成本的无功优化模型，该模型将电容的投切标志作 为0—1变量。即描述为一个非线性混合整数规划问题。采用级联编码的遗传算法解决该非线性混合 整数规划问题。引入了序优化的思想，以指导遗传算法的个体选择和进化代数。并对计算结果的可 靠性进行定量评估。在IEEE30母线系统上的仿真结果验证了该方法的有效性。根据5种情况的 计算结果。分析了考虑无功成本时系统的运行状况以及相应的经济效益。 关键词：遗传算法；序优化；无功优化；机会成本；混合整数优化 73 中图分类号：TM 文献标识码：A 现采用实数编码与二进制编码的级联编码的遗 O引言 传算法来解决表征电力市场下无功优化的MINLP 问题。该方法对变量的实数部分采用实数编码，整 无功与电压控制是保证电力系统安全、经济和稳 数变量部分采用二进制编码，使得算法的表现形式 定运行的重要手段之一。它可以控制系统电压水 与数学模型一致，从而便于观察在遗传过程中变量的 平、保持电压稳定、满足无功需求、降低网损以及缓 变化。另外，为克服遗传算法无法给出具有一定质量 解阻塞等。传统上，无功优化问题的主要目标是系 的解的缺点．在遗传算法的选择进化过程中引入了 统网损最小化．因而对于无功电源．特别是发电机和 序优化的思想，可以确定遗传算法的迭代次数(遗传 无功补偿装置的成本考虑不多。然而，在电力市场 代数)并对解的质量进行定量评估。该算法求解精 环境下．无功与电压控制是电力市场的一种辅助服 度高．算法稳定性和收敛速度方面都能得到保证。 务。其成本应该予以充分的考虑[1一】。尽管如此，电力 市场环境下无功辅助服务有关的成本和价格问题没 1 考虑无功成本的无功优化模型 ’ 有得到充分的研究。 这里建立了在电力市场环境下考虑无功电源成 建立了电力市场下基于交流潮流、考虑无功成本 本的无功优化模型，它是一个非线性混合整数规划问 的优化模型。假设所有节点均已安装了电容器，每 Nonlinear 个节点的电容是否投人(或是否安装)作为变量，该 题MINLP(Mixed-IntegerProgramming)。 对于非线性混合整数规划问题。一般采用割平 变量是一个0—1变量；并且假设