基于ACS-SA算法的含光伏电站的配电网无功优化

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随着环境污染、能源短缺等一系列问题的出现,人类逐渐将目光转向清洁新能源技术的研究。太阳能由于其取之不尽、用之不竭和清洁、经济的特点,正在成为各国优先发展的对象。随着智能电网和光伏技术的发展,大量的光伏电站并入电网之中。无功功率能够影响电压质量,无功优化又是一个非线性多目标的复杂优划问题。合理的电力系统无功优化可以有效降低网损,提高电压质量,是保证电网经济、安全、稳定运行的重要手段。首先,本文综述了应用于无功优化中的传统算法和智能算法以及不同目标函数下的数学模型,简单介绍了分布式光伏发电的相关理论知识,包括光伏发电的原理,光伏系统的分类,光伏电站的无功输出能力,以及光伏电站的接入对配电网系统的影响。其次,在算法求解上,本文采用了布谷鸟算法(CS),参数少,鲁棒性强,寻优能力好。针对算法里搜索步长的随机性,进行了自适应动态调整步长,又根据算法易陷入局部最优值的缺点,采用模拟退火算法中的Metropolis准则,跳出局部最优值。通过10个测试函数表明,本文改进的自适应布谷鸟算法和遗传算法相结和的算法(ACS-SA)具有较强的全局搜索能力。最后,针对含分布式光伏电站的配电网无功优化问题,考虑到潮流方程等式约束和变量约束等,建立了以网损最小为目标函数并结合罚函数的无功优化数学模型。为了验证所提算法的有效性,将本文改进的ACS-SA算法分别应用到IEEE-14和IEEE-33节点系统上,用MATLAB进行仿真计算,并与基本布谷鸟算法(CS),自适应布谷鸟算法(ACS)进行比较。结果表明,基于ACS-SA算法的光伏电站参与配电网无功优化可有效降低系统的网损,提高各节点电压,验证了改进算法的有效性和可行性。
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