基于改进的tabu算法的配电网无功优化

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1、基于改进的Tabu算法的配电网无功优化[摘要]将一种改进的Tabu算法用于配电网无功优化，建立了相应的数学模型，以规划期内的降损收益最大为目标函数。以邻域搜索给补偿容量固定步长作为一个邻域。为了避免传统的邻域搜索的局限性，文章采用了扩大邻域搜索范围的方法改进了传统的算法。将几个标称容量放在一个数组中，以补偿标称容量。从而扩大邻域搜索的范围，以获得全局最优解。文章应用改进的Tabu算法对34节点系统进行了无功优化计算，与传统的Tabu算法进行比较，结果表明改进的Tabu算法具有更强的全局寻优能力。[关键词]改进的Tabu算法；无功补偿优化；扩大邻域；全局寻优中图分类号：V242.3

2、文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）46-0153-021引言8无功优化，就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制某些决策变量，在满足所有指定约束条件的前提下，使系统的某一个或多个性能指标达到最优的一种调节手段[1]。系统无功分布的合理与否直接关系着电力系统的安全性，并且无功负荷和无功损耗在发电机之间和无功补偿设备之间的不同分配将会影响到系统有功功率损耗的大小，从而影响到运行的经济性。当前的电网调度主要依赖经验，电网的电压质量低和网络损耗高是很广泛的现象，这不仅造成了巨大的浪费，而且还直接威胁到生产的正常运转。基于现代计算机技术和电子技术的发展，建立无功优

3、化模型，提出相应的算法，实现了电力系统规划和实际运行的无功优化，能有效满足电网安全运行的条件，降低电网的有功损耗和投资。本文采用了扩大邻域搜索范围的方法改进了传统的算法，建立了基于这种算法的无功优化模型。算例表明这种方法是合理的。2数学模型无功优化的目标是：确定的两个固定电容器的安装位置和容量，使网络功率损耗最小[2]。适配值的选取。禁忌搜索算法的目标是使适配值函数最大，采用式（1）的目标函数作为适配值函数，因此，禁忌搜索算法的无功优化的适配值为配电网的总损耗补偿前后的差，依据负荷变化情况，将负荷用阶梯状的持续负荷曲线描述。即主要是求得其静态最优规划。以规划期内的降损收益最大为目

4、标函数，即（1）其中为补后损耗，为补前损耗。功率损失包括变压器损耗和输电线路损耗，通过各负荷的解由潮流计算预测。8节点电压约束：；在低负载时不允许过度补偿：。向量的解决方案是n个电容器的安装位置和补偿容量，即。为节点编号；为补偿节点容量。起点的确定有两种解决方案：随机产生初始解；经验给出。3适用于无功优化的改进的Tabu搜索算法禁忌搜索算法（Tabu搜索，简称TS）的想法最早在1986年由Glover提出，它是局部邻域搜索的一种扩展，是一个渐进的全局优化算法，是人类智慧的过程模拟[3]。TS算法通过引入一个灵活的存储结构和相应的禁止规则避免重复搜索，以及通过一些蔑视标准来赦免优秀

5、的解，从而保证了多元化的探索，最终实现有效的全局优化。3.1传统Tabu搜索算法的流程简单的禁忌搜索是基于邻域搜索，设置禁忌表限制一些执行过的操作，通过藐视准则奖励好的状态，其中的邻域结构、候选解、禁忌长度、禁忌的话题、蔑视标准和终止条件对禁忌搜索算法的性能有重要影响。8简单禁忌搜索算法的思想：给定一个当前解（初始解）和一个邻域，在初始解的邻域内确定候选解；如果候选解之中的目标比“目前最好”状态好，则忽略它的禁忌特点，成为当前解决方案并且替代“目前最好”的状态，把对应的解加入到禁忌表，并修改表中的每个解的任期；如果没有这个解的话，选非禁最佳状态候选解，而忽略了它与目前的解决方案的

6、优劣，而修改相应的解的任期。重复迭代搜索过程，直至满足终止条件[4]。3.2扩大邻域搜索范围的方法改进Tabu搜索算法由于禁忌搜索是局部邻域搜索的扩展，所以邻域的结构设计是至关重要的，它决定了当前邻域生成的解得数量，以及不同方案之间的联系[5]。为了提高算法的性能要考虑时间的优化，如很多邻域解（特别是对于规模较大的一些问题）仅需要进行部分交换的结果，并且其中候选解是仅取少量最优状态。这里采用了补偿邻域搜索。扩大基本搜索方法的范围，基于邻域搜索得到最佳解决方案。传统的邻域搜索给补偿容量固定步长作为一个邻域[6]。为了避免传统的邻域搜索的局限性。本文采用几个标称容量，这几个标称容量放

7、在一个数组中，以补偿标称容量。从而扩大邻域搜索的范围，以获得全局最优解。为了防止好的解决办法的损失，采用全局蔑视形式。状态更改后为一个禁忌对象，相比当前解决方案和候选解决方案的变化，并记录变化分量，然后作为一个禁忌的话题进入禁忌列表。考虑对并联电容器和实际分配线的安装成本和维护成本，组的数量不多，禁忌长度一般是1到3步。终止条件是最合适的几个连续值保持不变。具体步骤优化的禁忌搜索算法：（1）输入原始数据，包括配电网Z参数、步长禁忌表等。8（2）调用潮流计算程序计算初始配电网的全部