电力系统无功优化算法综述.pdfVIP

维普资讯 东北电力技术 2OO6年第6期 ， 电力系统无功优化算法综述 ^ ^ ^ 其 ^ ^ ^ ^ OverviewOnReactiveOptimizationAlgorithm forPowerSystem ^ ^ 它 ^ -t 陈 蕊，夏安邦，马玉龙 (东南大学，江苏 南京 21oo96) 摘要：简要介绍了电力系统无功优化的发展历史及无功优化的各种算法 ，通过比较指出了各种方法的特点。较全面地分析 了电力系统无功优化的发展现状，并对以后的研究动态进行了预测 ，提出了利用混合策略发展的新思路。 关键词：无功优化；非线性规划；牛顿法；线性规划；动态规划；遗传算法；内点法 [中图分类号]TM761．1[文献标识码]B [文章编号]1004—7913(2006)06—0038—04 20世纪60年初 J．Carpentier首先提出了电力 特征，其数学模型简单，通过调整梯度方向实现对 系统最优潮流 (OPF)的概念后，电力系统潮流优 非线性函数的处理，计算精度较高。但由于求解过 化问题在理论和实践上都有了很大发展…。OPF在 程中有大量的求导、求逆运算，占用计算机内存较 数学上属于非线性优化问题，其数学模型可描述为 多，计算速度慢，收敛性差，易于陷入局部最优 在系统结构参数及负荷情况给定时，通过调整控制 解 ，存在 “维数灾”缺陷，而且不可以有效处理离 变量找到能满足所有指定约束条件，并使系统的某 散变量和不等式约束。非线性规划法虽然是最早应 一 个性能指标或 目标函数达到最优时的潮流分 用于实践的优化算法，但是由于存在上述缺陷，使 布2。电力系统的无功优化问题属于 OPF的一个 其只能作为辅助算法进行局部优化计算。目前用的 组成部分，是一个动态、多目标、多约束、不确定 比较多的主要有简化梯度法[，引、牛顿法[6．7]、共 性的非线性混合规划问题，涉及到无功补偿地点的 轭梯度法 8【]和二次规划法9。简化梯度法具有一阶 选择、无功补偿容量的确定、变压器分接头的调节 收敛速度 ，对初始条件依赖性大，在向最优点逼近 和发电机机端电压的配合等方面。由于控制变量和 时极易出现 “锯齿”现象。牛顿法具有二阶收剑速 状态变量多为离散变量，比较抽象，因而是电力系 度，充分利用矩阵的稀疏性简化计算，但在求解海 统分析中的一个难点_3J。在以往的研究中，无功优 森逆矩阵时浪费了大量时间，计算结果不精确。共 化主要集中在对非线性函数的处理、算法的收敛性 轭梯度法可以有效避免 “锯齿”现象和求解逆矩 和如何解决优化过程中的离散变量三方面。随着电 阵，但只在 目标函数二次性较强的区域收敛速度 力系统的发展，无功优化问题逐渐涉及到系统运行 快。二次规划法主要针对 目标函数为二次函数时， 的各个领域，对无功优化方案及控制手段的要求也 收敛速度比较理解，计算精度较高，可以直接处理 越来越高，迫切需要对已有的无功优化算法进行优 各种约束。 化、改进和拓展。 1．2 线性规划法 线性规划法是发展最为成熟的一种方法，直接 1 电力系统无功优化的常规算法 对变量和约束条件设定限制，利用泰勒展开，使非 自20世纪60年代开始，运筹学及其分支逐渐 线性问题在初值点附近转化为线性问题求解，收敛 应用于电力系统的无功优化计算中