基于系统辨识法无功优化

《基于系统辨识法无功优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于系统辨识法无功优化　　【摘要】本文从实际应用出发，针对低压电网中无功补偿的问题。利用系统辨识方法对无功补偿的原则、无功补偿的方式及无功补偿的容量选择进行了分析和优化。【关键词】系统辨识无功优化容量选择1引言无功功率，是指为了维持电源与用电设备的电感和电容之间进行电磁能量交换所需要的功率。无功电源如同有功电源一样，是保证电力系统、电能质量、降低网络损耗以及安全稳定运行所不可缺少的部分。在电力系统中，无功要保持平衡，否则，将会使系统电压下降，严重时，会导致设备损坏，系统解列。此外，电网的功率因数和电压降低，使电气设备得不到充分利用，促使网络传输能力下降，损耗增加。本文利用系统辨识算法对电网

2、无功算法进行了优化与改进。兼顾了电力系统的经济性与可靠性，在电力市场环境下具有可行性。2系统辨识的概念4系统辨识的基本思想是根据系统运行或试验测得的数据，按照给定的“系统等价准则”从一群候选数学模型集合中，确定给一个与系统特性等价的数学模型。由于实际系统的机理往往是未知的，因此依据“系统等价准则”得到的模型大多只是实际系统模型的某种近似，而不是准确的系统模型。所以，辨识模型一般也称为系统名义模型。依据上述系统辨识的基本思想，系统辨识包括三个主要因素，即候选数学模型集，辨识准则及辨识算法。3遗传算法的概念遗传算法是一种新兴的优化算法，属于系统辨识算法的一种。是建立在自然选择和自然遗传学机理基

3、础上的迭代自适应概率性算法，由于具有不受函数性质制约、全方位搜索及全局收敛等诸多优点，得到了日益广泛的应用。4无功优化的模型在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。传统的无功负荷补偿点一般按以下原则确定：（1）根据网络结构的特点，选择几个中枢点实现对其他节点电压的控制；（2）根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点；（3）无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性；（4）网络中的无功补偿不应低于0.7的标准。5基于遗传算法的无功优化算法5.1遗传算法机理4遗传算法从任一初始化的群体出发，通过随机选择（使群体中优秀的个体有机会传给下一代）、杂交（体现了

4、自然界中群体内之间的信息交换）和变异（在群体中引入新的变种确保群体中信息的多性）等遗传操作，使群体一代一代地进化到搜索空间中越来越好的区域，直至抵达最优解点。5.2最佳补偿节点以及补偿容量的确定使用遗传算法需要确定的运行参数有：编码串长度、交叉和变异概率、种群规模。编码串长度由问题的所要求的精度来决定。交叉概率控制着交叉操作的频率，交叉操作是遗传算法中产生新个体的主要方法，所以交叉概率通常应取较大值，但如果交叉概率太大的话又可能反过来会破坏群体的优良模式，一般取0.4-0.99。变异概率也是影响新个体产生的一个因素，如果变异概率太小，则产生新个体较少；如果变异概率太大，则又会使遗传算法变成

5、随机搜索，为保证个体变异后与其父体不会产生太大的差异，通常取变异概率为0.0001-0.1以保证种群发展的稳定性。种群规模太大时，计算量会很大，使遗传算法的运行效率降低，种群规模太小时，可以提高遗传算法的运行速度，但却种群的多样性却降低了，有可能找不出最优解，通常取种群数目20-100。利用遗传算法求解补偿节点及补偿容量的计算过程如图1所示。5.3算例分析4按照上面的模型和算法，用基于遗传算法的无功优化程序，对12节点110kV配电网线路算例进行了计算。计算参数选择：每组电容器安装费用为l万元.种群规模取30，遗传代数为50，交叉率为0.7。变异率为0.1，电压越限罚因子为200。装设单位

6、补偿容量的综合投资25元/kvar，最大负荷损耗时间5000h，电价0.52元/（kW.h），电容器的单组容量为2.4Mvar。结果显示，可以使网损由303.35kw下降到255.27kw。由此增加的投资约为28万元，年支出费用（网损费及新增补偿装置年投资）为69.17万元，比优化前下降9.7万元，投资3年左右投资基本能回收。参考文献：[1]姜均仁.《电路基础》哈尔滨大学出版社，1996.[2]何玉彬等.《低压电网无功全量补偿方法》电工技术，1992，（9）：64-65.[3]潘立登，潘仰东.《系统辨识与建模》化学工业出版社，2004.4