向盼 张欢欢

摘 要：随着智能电网的迅速发展，加快了分布式电源在电力系统中的应用程度，给从而不同程度地影响了原来的系统运行状态。因此，有效发挥分布式电源的辅助性作用与无功优化的调度策略已成为当前电网运行优化控制的热点话题。本文基于分布式电源并网的控制特点，建立以降低区域电网的损耗、遏制电压变化为目标的模糊动态式无功优化的调度模型。采用改进算法得到无功优化的调度策略。

关键词：分布式电源；并网运行；动态无功优化；调度数学模型

不同的分布式电源并网结构，在正常运行期间会对原系统造成一定的技术问题。例如：分接头与电容器发生振荡，或电压发生波动等。本文把分布式电源划分两种类型，即无功补偿式与电压控制式，有效发挥电源的功能，結合了以往的电压控制方法，通过建立相应的数学模型的形式，提出了分布式电源并网动态无功优化调度的方法。

一、数学模型

（一）和无功优化调度相关的DG

第一，电压控制式（PV）DG。这种DG在并网运行期间，可以等值成PV节点，主要借助对励磁电压的调节，达到对DG侧电压参与区域电网中动态无功的优化调度的控制，通常指的是电压控制式逆变设备并网的DG，例如：小水电、微小的燃气轮机、电压式逆变器并网的光伏电力系统等。第二，无功补偿式（CPQ）DG。这种DG在并网运行期间，可以视为PQ节点，一般借助对DG无功输出或者功率因数的控制，达到对无功出力参与电网动态无功的优化调度的控制。通常指的是电流式逆变器并网的光伏发电系统等。

（二）目标函数

第一，可对分布式电源的电网其动态无功的调度方法划为不同的优化周期N，再对各周期进行再次划分，成为不同的阶段，最后针对各阶段加以优化。定义这个研究系统的第N阶段的控制变量状态为Xn，则有

其中，UQmDG（n）表示第n阶段第m个DG的输出量；Tapr（n）代表第n阶段第r个变电器其分接头的方位；Ck（n）代表第n阶段第k个电容器的运行状态。本文主要从网损与电压变化方面评价动态无功的优化调度方法的效果，通过建立相应的隶属度的函数，把目标值进行转化，成为对此目标满意度的评价。第一，网损函数。网损指的是区域电网运行优化的关键性经济指标，借助有效的无功电压的控制方法，能确保节点处的电压质量，同时，降低功率传输过程的有功损耗。第二，电压变化函数。在一个优化调度的周期中，因DG负荷与出力属于变量，难免存在电压的波动。分析目前运行模式下DG的出力情况对节点处电压带来的影响，按照电压最大的波动值，实现对整个网络电压波动的模糊性评估。

二、算法求解

（一）遗传操作

因为交叉点处对交叉性的操作产生较大影响，本文应用了均匀交叉方法。并且，为控制变异率、交叉率选择的错误，提升算法的效率，坚持二者存在最佳组合的思路进行选择，能够不同程度地优化求解质量。

（二）权重系数的设定

此次的遗传算法里，隶属度的函数为适应度的函数对个体优劣情况进行评价。其优化目标主要分为两个子目标，在计算中必须选择合理的权重系数。本文应用自适应的权重法，归一处理总目标。

隶属度值；优化策略相应的网损共隶属度值越大、电压变化的隶属度值越大，总指标F则会越大，表明优化策略具有极大的满意度，取得明显的效果。

三、算例分析

本文应用某个微小区域电力系统进行仿真计算，精简后的等值图参见下图：

节点4接通DG，依次以PV式DG与PQ式DG的形式并连在此区域的电网中，展开了一系列的计算；6/35kV的有载调压的变压器分接头7档，电压是35±3 X 2.5% kV； 6/lO kV有载调压的变压器，分接头9档，电压是10±4 X 2.5% kV；而节点6并联的电容设备分4组进行投切，各组的容量是0.3 Mvar；如果优化的周期是一天，则可以将周期平均划分24个时间段。电容器在一个调度周期中最大程度的允许动作为十次，变压器在一个调度周期中最大允许的动作也是十次，负荷节点电压数一般取（0.95，1.05）区间，发电机的节点电压取（0.9，1.1）区间。通过改进遗传的算法，求出区域电网的动态无功的优化调度方法。

实际上，DG参与区域电网其动态无功的优化调度具有较大的提升。从上表了解到：优化以前，在DG负荷与出力持续变化、在优化周期中控制设备动作次数的条件下，电容器C1、C4、6/10kV的变压器其动作次数皆得到最大程度的限制。DG参与区域电网无功优化的调度，其控制设备的动作次数有了显著降低，特别PV式DG参与无功优化的调度，变压器的分接头与电容器组没有发生振荡。因此，有效发挥了DG电压的无功调节作用，对于延长控制设备的应用寿命，提升电网运行的的经济性具有重要意义。

四、结语

总之，分布式的电源并网在正常运行中会给原系统带来较大影响，本文按照这种并网的控制特点，结合了以往的电压无功控制方法，建立了以控制电网电压变化与网损为最终目标的动态式的数学模型，通过相应算法分时段解出调度的方法。通过实践表明，网损得到有效地控制，控制设备震荡、电压越限的现象有了较大的改善，特别提升了电压控制式DG参与区域电网的动态无功优化调节水平，极大地发挥了分布式电源的作用，促进电网性能更加经济、安全。