[发明专利]一种基于改进粒子群算法的电容器优化配置方法

说明书

本发明涉及一种基于改进粒子群算法的电容器优化配置方法，包括以下步骤：S1：建立电压质量改善的目标函数；S2：建立无功补偿达标的目标函数；S3：建立总谐波畸变率达标的目标函数；S4：建立并联谐振频率和串联谐振频率的目标函数；S5：建立多目标优化模型，采用粒子群算法对电容器进行优化配置。本发明在考虑谐振和电压波动情况下，采用改进的粒子群算法，利用随迭代次数呈现线性下降的方法来控制系统惯性系数，使算法在开始时就能具有良好的全局搜索性能，并且能够快速定位到全局最优区域附近，同时具有良好的局部搜索性能；建立的优化模型不仅适用于电力公司、供电局各级输配电管理部门，也适用于大型钢厂、水泥厂等重点谐波源用户。

技术领域

本发明涉及配电网中电容器的优化配置方法技术领域，尤其涉及一种基于改进粒子群算法的电容器优化配置方法。

背景技术

并联电容器组是供电系统中常用的无功补偿装置，当出现冲击性负荷，母线电压波动较大的情况时，造成电容器组无功补偿效果难以满足电压质量的要求；当出现非线性负荷，母线电压和电流谐波畸变率超过规定允许值的情况时，造成电容器组局部谐振，谐振产生的过电流使得电容器损坏。据不完全统计，由于电容器组与系统阻抗形成并联谐振而引起电容器损坏的事故率达到30％，由于电容器组与串抗率参数选择不当，造成无功补偿装置内部发生局部谐振而引起电容器损坏的事故率达到10％。

在冲击性负荷接入配电网系统的电压质量改善及无功补偿配置研究中，目前，在低压电网的无功补偿方面，对冲击负荷的电压质量改善主要采用动态无功补偿来实现。但在低压冲击负荷无功补偿方案的设计中，很多相关文献没有将以并联电容器组为主的固定无功补偿方式考虑其中。固定补偿相对价格便宜但不具有可控性，动态补偿可控却价格较高，冲击负荷伴随着电压波动或无功功率的冲击性变化，必然需要配置一定量的动态补偿来跟踪调节。

配电网中电容器优化配置方法就是在确定整个电力系统的负荷以及参数的情况下，通过优化控制变量，使电力系统得到最有效的无功调节。

在配电网的电容器优化配置设计中，对电容器和串抗率参数进行优化至关重要。根据配电网中对电容器和串抗率的优化配置方法的研究文献，目前配电网中对电容器和串抗率的优化配置方法有：

1)智能分组算法，给出了电容器的经济效益最佳配置方案；

2)模拟退火粒子群算法，基于适应度值的动态阀值来控制实施局部搜索粒子数目，实现配电网电容器的优化配置；

3)利用灵敏度分析和嵌套Tabu搜索的方法，对配电网电容器进行了优化配置；

4)采用有记忆模拟退火算法，增加获得全局最优解的概率，以达到较好的配置效果。

随着生产制造业的不断扩大及电力电子技术的不断发展，大量的冲击和谐波负荷接入电网，其对电网的影响越来越不容忽视。

但以上方法均没有考虑对电容器进行优化配置时的电容器易与系统阻抗、负荷阻抗发生串并联谐振以及冲击负荷接入配电网后对无功配置的影响，已不能适应目前生产制造业的不断扩大及电力电子技术的不断发展。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于改进粒子群算法的电容器优化配置方法，采用考虑了谐振和电压波动的改进粒子群算法来实现电容器的无功补偿多目标最优配置。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种基于改进粒子群算法的电容器优化配置方法，包括以下步骤：

S1：建立电压质量改善的目标函数；

S2：建立无功补偿达标的目标函数；

S3：建立总谐波畸变率达标的目标函数；

S4：建立并联谐振频率和串联谐振频率的目标函数；