[发明专利]基于改进遗传算法的电力系统多线程电压无功优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化领域，尤其涉及一种基于改进遗传算法的电力系统多线程电压无功优化控制方法。

背景技术

调度地县一体化，使得无功电压优化控制也变得复杂，监视控制电压大量增加，可选的控制设备也急剧增多，传统的遗传算法在计算速度、收敛性等方面不能很好满足实际需求。主要面临着以下问题：

1)对于地调来说，在高峰期，会出现大量越限电压和功率因数，地县一体，控制设备也增多，采用传统的遗传算法，种群规模非常大，搜索空间也变得很大，受迭代次数限制，往往会陷入局部最优。2)监控的厂站、电压、功率因数等数量增多，在高峰期要兼顾每个厂站、每个电压和功率因数往往会出现没有的方案的情况，或者给出的调整方案侧重点在不重要的厂站、电压和功率因数上。上述问题导致调度过程无法获得最优的无功控制方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于改进遗传算法的电力系统多线程电压无功优化控制方法，根据该方法可获得较优的电压无功控制方案。

本发明采用的方案为：

一种基于改进遗传算法的电力系统多线程电压无功优化控制方法，包括以下步骤：

步骤1、分关口、多线程按照优先级进行改进遗传算法计算，生成电压无功优化控制方案；其中改进遗传算法计算包括以下步骤：

步骤1-1根据定空间灵敏度确定遗传算法的搜索空间；

步骤1-2、确定求改进遗传算法电压无功优化控制适应度值的函数，其中用到的权重根据优先级确定；

步骤1-3、根据种群适应度值情况对每个个体的变异概率进行模糊自动调整；

步骤1-4、根据个体间的相似度大小确定两个体的交叉概率；

步骤1-5、进行改进遗传算法计算，生成电压无功控制方案；

步骤2、分关口、多线程下载电压无功优化控制方案，采用并发遥控的模式执行电压无功优化控制方案。

本发明对地区电网分关口，采用多线程对每个关口分别进行改进遗传算法优化计算，多个关口同时进行，关口之间没有影响，大大缩减了整体计算时间，使得电网越限电压、功率因数快速得到调整，越限时间缩短，提高整体电压质量。对电压无功优化方案的执行采用并发遥控的模式，分关口多线程采用遗传算法对电网电压、功率因数等监控量进行矫正，控制方案同样也分关口给出，有利于分关口并发遥控实现。

步骤1-1由定空间灵敏度确定遗传算法的搜索空间，灵敏度计算采用摄动法，多线程计算，缩短计算时间。适当的缩小搜索空间，指定大致的搜索方向，则可以大大地减少迭代代数，缩短收敛时间，改善实时性。根据灵敏度分析指定搜索方向、通过修正约束条件作为改进的搜索空间形成新的定空间灵敏度遗传算法。灵敏度计算用到的灵敏度系数有有载调压变压器变比和电容/电抗器对电压的灵敏度有载调压变压器变比和电容/电抗器对网损的灵敏度有载调压变压器变比和电容/电抗器对功率因数的灵敏度根据上述公式计算各灵敏度，判断各变压器、电容/电抗器的三类灵敏度是否满足限值条件，满足限值条件的变压器、电容/电抗器定义的空间即为定空间灵敏度确定的搜索空间。

由定空间灵敏度确定的搜索空间为：

其中：X—有载调压变压器、电容、电抗器；

Y_outLim—越限的电压、越限功率因数以及网损；

m—灵敏度阈值。

本发明根据实际地区电网的要求，对监控点划分优先级，根据优先级计算各监控点的权重，不同的优先级对应不同的权重，权重应用于适应度值的计算，不同的权重对适应度值的影响不同，优先级高的，对适应度值影响大，遗传算法在寻优过程中就有所侧重，给出的调整策略体现了不同优先级的要求。

步骤1-2中适应度值的求取过程为：针对种群中的每个个体，对各电压等级下监控点的电压、功率因数、变压器和电容的投切成本以及有功网损根据优先级分别求出电压适应度值F_V、功率因数适应度值投切成本适应度值F_T+C和网损适应度值F_Ploss，针对每次迭代对四类适应度值求和获得一个总适应度值F，取总适应度值的最小值作为遗传算法无功优化的适应度值。在此，1个个体对应搜索空间内所有变压器、电容/电抗器的一种状态组合，所有不同状态的组合所对应的个体即组成了一个种群。

上文所述的各适应值的计算公式如下：

(1)总适应度值

(2)电压适应度值