[发明专利]一种基于PSO-SCA和图论辅助的二阶段动态无功优化方法

权利要求书

1.一种基于PSO-SCA和图论辅助的二阶段动态无功优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：第一阶段采用PSO-SCA对电力系统每个时间段进行静态无功优化，在每个时间段内认为负荷的信息是不变的；

针对粒子群算法易于陷入局部最优的情况，在速度更新和位置更新后对位置信息增加SCA扰动，如式(1)、(2)所示，比较扰动的适应度值，将扰动的最优适应度值和位置信息的适应度值进行比较，选取适应度较小的位置信息；

其中

式中：x_i^k+1、x_i^k分别为粒子的第i维在第k+1次和第k次迭代时的位置，P_i^k为粒子的第i维在第k次迭代在时的最优解，r₂为[0,2π]之间的随机数，r₃为[0,2]之间的随机数，a为一个随机常数，一般为3，k_max为迭代最大次数；

步骤2：选取每个时间段内目标函数结果较好的数次结果；其中第一个时刻选取适应度最优的那个解，其余时刻选择若干个适应度较好的解；

步骤3：基于图论辅助的第二阶段动态无功优化，得到一组符合实际情况的优化调度策略；

如果不限制调整次数，则选取各个时刻的最优解组成调度方案即可，但这样会导致有载调压变压器和补偿电容器调整次数过于频繁；因此需要在结果集合中选取更符合实际情况的一组优化调度策略；以有载调压变压器抽头位置调整次数和电容器调整次数最小为优化目标，进行第二阶段的优化；第二阶段目标函数和约束条件如下：

其中

式中：T^m_t和T^m_t-1分别表示t时刻和t-1时刻第m个有载调压变压器的档位，C^m_t和C^m_t-1分别表示t时刻和t-1时刻第m个电容器的档位；式(5)表示某一个电容器在一个时间段内的调整次数不能超过最大调整数；式(6)表示某一个有载调压变压器的调整次数在一个时间段内不能超过最大调整数；

步骤4：第二阶段动态无功优化问题和图论问题的转化；

考虑到某一时刻的各个解和下一时刻各个解都有联系、所有解组成全部状态寻优空间，且各个解之间是通过状态变量实现转移，因此把各个解和调整次数转化成为图论中的有向无环图的最短路径寻优问题，其中各个解看作图论中的点、调整次数看作点之间的转移路径；

步骤5：将最短路径经过的点代回到优化结果中，保证各时段优化结果是满足有载调压变压器变比和电容器调整次数最小；

步骤6：约束校验；根据式(5)和(6)验证有载调压变压器抽头的调整次数和补偿电容器的调整次数是否超过上限，如果未超过上限则按照如下的调度方案进行调度，否则返回步骤1，重新进行静态无功优化。