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基于改进遗传算法的配电网最优无功补偿研究

作　者: 言宇
导　师: 冯林桥
学　校: 湖南大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网无功优化补偿前推回代法遗传算法自适应混沌
分类号: TM714.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 290次
引　用: 6次
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内容摘要

随着电网经济运行问题越来越受到重视，如何在保证电压质量前提下降低网损成为电力部门急需研究和解决的重要问题。而无功优化补偿则是解决这一问题的重要手段。本文针对目前无功补偿的现状，对应用于配电网无功补偿的遗传算法进行了研究，并在现有研究成果的基础上，作了一些改进，提高了其优化能力。首先分析和比较了各种潮流算法和无功优化算法(包括常规方法和人工智能方法)的研究现状，总结了各种方法的优缺点。对无功补偿进行了概述，归纳了无功补偿的原则和基本方式。针对传统潮流算法在配电网中难以收敛的缺陷，采用了适合配电网的前推回代算法，对于环网的处理，应用了叠加原理，将环网分解来计算，原理简单，计算效率高，收敛性能良好。在保证电压品质的前提下，以无功补偿容量最小、系统的有功网损最小、综合经济效益最大为原则，建立了符合配电网实际的无功补偿数学模型。在传统遗传算法的基础上，提出了一系列的改进策略。使用十进制编码，并保存最优个体，减少了计算时间。采用基于轮盘赌的非线性排名选择，在选择时体现了“优先规则”，克服了轮盘赌盲目性的缺点。采用自适应遗传算法，根据具体的进化情况来自适应调整交叉，变异概率，提供相对某个解的最佳的交叉、变异概率，确保了进化稳定，避免陷入局部最优。引入了混沌算子，利用混沌变量的特定内在随机性和遍历性来跳出局部最优点，有效地克服了传统遗传算法的“早熟”的缺点。最后，通过实际算例的计算，结果表明其优化效果优于传统遗传算法。

全文目录

学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 配电网无功优化补偿的意义  10-11
  1.2 配电网无功优化补偿研究现状  11-17
    1.2.1 配电网潮流计算方法的研究现状  11-13
    1.2.2 各种潮流算法比较  13
    1.2.3 无功优化补偿算法的研究现状  13-16
    1.2.4 优化算法归纳总结  16-17
  1.3 本文所研究的主要问题  17-18
第2章配电网无功补偿方法概述  18-26
  2.1 配电网的基本概念  18
  2.2 配电网的功率因数  18
  2.3 提高配电网功率因数的意义  18-20
    2.3.1 改善设备的利用率  18-19
    2.3.2 减少线路的电压损耗  19
    2.3.3 减少线路的电能损耗  19
    2.3.4 提高配电网的传输能力  19-20
  2.4 配电网无功补偿方式的选择  20-24
    2.4.1 配电网无功补偿的配置原则  20-21
    2.4.2 配电网无功补偿方式  21-23
    2.4.3 无功补偿方式的选择  23-24
  2.5 无功补偿的收益分析  24-26
第3章配电网潮流前推回代计算方法  26-38
  3.1 纯辐射状配电网的潮流计算  26-28
    3.1.1 前推回代法原理  26-28
  3.2 环状配电网的潮流计算  28-32
    3.2.1 利用叠加原理分解环状配电网  28-29
    3.2.2 修正解环点注入功率来求解环状配电网潮流  29-32
  3.3 算例  32-37
    3.3.1 纯辐射状配电网算例  32-34
    3.3.2 单环网配电网算例  34-35
    3.3.3 含多个环的配电网算例  35-37
  3.4 本章结论  37-38
第4章改进遗传算法在配电网最优无功补偿中的应用  38-68
  4.1 遗传算法的基本原理  38-43
    4.1.1 编码  39
    4.1.2 适应度  39-40
    4.1.3 遗传算法的基本操作  40-43
  4.2 遗传算法的优点  43-44
  4.3 遗传算法的运算过程  44
  4.4 配电网无功优化补偿的数学模型  44-46
    4.4.1 目标函数  45-46
    4.4.2 功率约束方程  46
    4.4.3 变量约束方程  46
  4.5 基于改进遗传算法的配电网最优无功补偿  46-56
    4.5.1 随机产生初始种群  47-48
    4.5.2 适应度函数与个体评价  48-49
    4.5.3 保存最优个体策略  49
    4.5.4 采用基于轮盘赌法的非线性排名选择  49-50
    4.5.5 自适应交叉变异概率  50-51
    4.5.6 交叉操作  51-52
    4.5.7 变异操作  52-53
    4.5.8 采用混沌算子  53
    4.5.9 终止进化判据的改进  53-54
    4.5.10 计算步骤及流程图  54-56
  4.6 算例分析  56-67
    4.6.1 算例1  56-60
    4.6.2 算例2  60-63
    4.6.3 算例3  63-67
  4.7 本章结论  67-68
结论  68-70
参考文献  70-73
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)  73-74
致谢  74

基于改进遗传算法的配电网最优无功补偿研究

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