【正文】 (1)ix?以及 (2) (1) (1)i i ix x x? ??。對這一類節(jié)點，等值負荷和等值電源的有功功率 LiP 、 GiP 是已知的，即給定的是注入有功功率 iP ，等值負荷的無功功率 LiQ 和節(jié)點電壓幅值 iU 也是已知的，待求的則是等值電源的無功功率 GiQ ，從而注入的無功功率 iQ 和節(jié)點電壓相角 i?是待求量。 在這系統(tǒng)中，給定一對狀態(tài)變量 sU 、 s? ，只要求確定 (n 1)對狀態(tài)變量 iU 、 i? 。之所以稱為擾動變量是由于這些變量出現(xiàn)事先沒有預(yù)計的變動時，系統(tǒng)將偏離它們的原始運行狀況，不可控變量或擾動變量以列向量 d 表示。 ijijy ijy 圖 改變支路參數(shù) 這種情況相當于切除一條導(dǎo)納為 ijy 的支路并增加一條導(dǎo)納為 ijy? 的支路，所以與節(jié)點 i 、 j 有關(guān)元素應(yīng)做如下修改 ： ? iiY = ijy? ijy ； ? jjY = ijy? ijy ； ? ijY =? jiY = ijy ijy? 5)原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 i 、 j 之間的變壓器的變比由 k 變?yōu)?k? 。 39。網(wǎng)絡(luò)中有接地支路時，節(jié)點電壓通常就是指該節(jié) 點的對地電壓；沒有接地支路時，節(jié)點電壓可指該節(jié)點與某一被指定為參考節(jié)點之間的電壓差。在許多情況下 ， 遺傳算法表現(xiàn)得優(yōu)于傳統(tǒng)的優(yōu)化算法 [2122]。 電力系統(tǒng)無功 優(yōu)化 與 控制是保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行、提高 電壓質(zhì)量的重要措施，對指導(dǎo)調(diào)度人員安全運行和計劃部門進行電網(wǎng) 規(guī)劃具有重要意義。 設(shè)計和 編制了 牛頓拉夫遜直角坐標 matlab潮流計算程序以及遺傳算法無功優(yōu)化的 matlab潮流 計算程序。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 reactive power optimization。 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在無功優(yōu)化問題這一研究領(lǐng)域內(nèi) , 已有多種解決方法 , 例如 ： 線性規(guī)劃、非線性規(guī) 基于遺傳算法的無功優(yōu)化與控制 第 2 頁， 共 47 頁 劃、混合整數(shù)規(guī)劃、靈敏度分析、遺傳算法等。遺傳算法在尋求電力系統(tǒng)問題全局最優(yōu)解方面是強有力的工具，并被廣泛應(yīng)用于最優(yōu)化及數(shù)學(xué)問題上 [2526]。節(jié)點 i 的自導(dǎo)納 iiY 在數(shù)值上就等于與該節(jié)點直接連接的所有支路導(dǎo)納的總和。1Z 39。如果已知的是各節(jié)點電流 BI ，就可以直接解線性 的節(jié)點電壓方程 BBB IUY ? ?？刂谱兞砍Ｒ?u 表示。給定的 sU 一般可取標幺值 左右，以使系統(tǒng)中各節(jié)點的電壓水平在額定值附近。對這一類節(jié)點，在潮流計算中，一般只設(shè)一個。 牛頓 拉夫遜法潮流計算過程 計算電力系統(tǒng)潮 流時，若運用牛頓 拉夫遜法可直接用以求解功率方程。 = = 2i ii i iijniii ii i ii i ii i ij j ij j ii i ii i iijijiiiii i ii iiiB f a bQL G f G f B e G f B e B e G f beUUR f S efe???????????????????????? ???? （ ） 由式 (216a)可見，如 ij ij ijY G jB?? 0? ，即節(jié)點 i ， j 之間無直接關(guān)系，這些元素都 等于零。在求解過程中 ， 先形成一個初始 群體 ， 然后一代一代地尋找問題的最優(yōu)個體 ,直至滿足收斂判據(jù)或達到預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)才停止。由于遺傳算法利用仿真的輪盤賭來尋優(yōu) ， 因此只可以求極大值。遺傳操作可使解逐代地優(yōu)化 ， 逼近最優(yōu)解。每個個體代表了系統(tǒng)的一種狀態(tài)。適應(yīng)度函數(shù)是由目標函數(shù)轉(zhuǎn)化而成的。 牛頓拉夫遜法潮流計算程序源代碼 (見附錄二 ) 基于遺傳算法的無功優(yōu)化與控制 第 17 頁， 共 47 頁 3 電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題及其遺傳算法優(yōu)化求解 無功優(yōu)化問題描述及其模型 在給定負荷和無功補償裝置地點的基礎(chǔ)上 ， 以有功網(wǎng)損最小為目標函數(shù) ， 主要考慮了變壓器分接頭位置、并聯(lián)電容補償容量和發(fā)電機機端電壓的控制作用。iiij ijjjiiij ijjjiiij ijjjPPHNfeJLfeUURSfe? ????????? ???? ? ?????? ??? ?????? 為求取這些偏導(dǎo)數(shù)，可將 iP 、 iQ 、 2iU 分別展開如下 ： 1,( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 1 5 )jni i i i j i i i i i i i i i i i i j j i j j i i j j i j jj j iP e G e B f f G f B e e G e B f f G f B e a??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ???? 1,( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 1 5 )jni i i i i i i i i i i i i i i i i j j i j j i i j j i j jj j iQ f G e B f e G f B e f G e B f e G f B e b???? ? ? ? ? ? ? ? ?? 2 2 2 ( 2 1 5 )ii ie f U c? ? ? j ≠i 時，由于對特定的 j ，只有該特定節(jié)點的 jf 和 je 是變量，由式 (214)、 (215) 22= = + 。然后運用一種解線性代數(shù)方程的方法，可求的 (0)ix?從而求得經(jīng)第一次迭代后的 ix 的新值 (1) (0) (0)i i ix x x? ??。 第二類為 PV 節(jié)點。這一對控制變量 PQ 將使系統(tǒng)功率，包括電源功率、負荷功率和損耗功率保持平衡。它們稱為不可控變量或擾動變量。 切除一條導(dǎo)納為 ijy 的支路相當于增加一條導(dǎo)納為 ijy 的支路，所以與節(jié)點 i 、 j 有關(guān)元素應(yīng)做如下修改 ： ? iiY = ijy ； ? jjY = ijy ； ? ijY =? jiY = ijy ijijy? 圖 切除支路 4)原有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點 i 、 j 之間的導(dǎo)納有 ijy 變?yōu)?ijy? ，如圖 所示。設(shè)變壓器兩側(cè)線路的阻抗都未經(jīng)歸算，即分別為 Ⅰ （高壓測）、 Ⅱ （低壓側(cè)）線路的實際阻抗，變壓器本身的阻抗歸在低壓側(cè)，設(shè)變壓器變比為 k(高、低壓繞組電壓之比 )。 BU 是節(jié)點電壓列向量，一般以大地作為參考點。遺傳算法隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展已經(jīng)引起越來越多的注意 ， 并已經(jīng)應(yīng)用于求解許多領(lǐng)域中的難題。當節(jié)點處的無功功率過剩時，往往意味著電壓的升高，相反，當 節(jié)點處的無功功率不足時，常常會使電壓水平降低 [1113]。本文選取有功網(wǎng)損最小作為數(shù)學(xué)模型的目標函數(shù)，數(shù)學(xué)模型的約束條件有各節(jié)點的注入有功、無功功率的等式約束和各節(jié)點電壓、發(fā)電機輸出無功功率、可調(diào)變壓器變比、并聯(lián)補償電容量、發(fā)電機機端電壓均在各自的上下限之內(nèi)的不等式約束，優(yōu)化方法采用遺傳算法。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表 示了謝意。 geic algorithm 基于遺傳算法的無功優(yōu)化與控制 目 錄 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 背景與意義 .................................................................................................................. 1 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .......................................................................................................... 1 2 電力系統(tǒng)潮流計算問題及其方程求解方法 ........................................................................ 3 電力網(wǎng)絡(luò)方程 .............................................................................................................. 3 節(jié)點導(dǎo)納矩陣 .............................................................................................................. 4 形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣 ............................................................................................ 4 節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改 ........................................................................................ 5 功率方程及其迭代解法 .............................................................................................. 7 功率方程 ............................................................................................................ 7 變量的分類 ........................................................................................................ 8 節(jié)點的分類 ...................................................................................................... 10 牛頓 拉夫遜法潮流計算方法 .................................................................................. 11 牛頓 拉夫遜法 ................................................................................................ 11 牛頓 拉夫遜法潮流計算過程 ........................................................................ 12 潮流計算的基本流程 ...................................................................................... 15 牛頓拉夫遜法潮流計算程序源代碼 ........................................................................ 16 3 電力系統(tǒng)無功優(yōu)化問題及其遺傳算法優(yōu)化求解 .............................................................. 17 無功優(yōu)化問題描述及其模型 .................................................................................... 17 遺傳算法的理論基礎(chǔ) ................................................................................................ 18 遺傳算法基本原理及操作過程 ................................................................................ 19 適應(yīng)度函數(shù)定標 .............................................................................................. 19 初始解的形成 ......