提高系統無功備用容量的多目標無功補償規劃

摘 要：隨著電力市場改革的不斷深入，電力輸出的能力也將有所提升。但是，由于工業用電量較大，輸電的穩定性也會對工業用電質量產生直接的影響，為了提升工業用電系統運行的穩定性、可靠性，應積極做好無功補償規劃。

關鍵詞：工業用電；無功備用容量；無功補償規劃

前言

近些年來，工業用電系統在運行的過程中經常出現電壓以及輸電能力不穩的現象，對這類問題，作者建議應做好系統無功備用容量的多目標無功補償規劃工作，對此，文章主要從對無功補償節點的選擇、自適應免疫優化算法、補償容量的求解等三方面進行剖析，希望能與同行人士共同探討這方面知識，全面提升工業用電的運行效率。

1 對無功補償節點的選擇

隨著社會經濟的不斷發展，工業的發展也極為迅速，尤其是工業用電中，每年都呈現著遞增的趨勢，對我國工業的發展帶來極大的幫助。對無功補償節點的選擇是工業用電行業中進行系統無功備用容量多目標無功補償規劃的重要環節之一，對無功補償節點的選擇主要從以下幾方面進行。

1.1 從提升無功備用容量靈敏度上進行選擇

在工業快速發展的情況下，用電量也在不斷的增加，為了保證工業用電的可靠性、穩定性，需要加裝無功補償器在系統中的應用[1]。在系統正常運行的過程中，無功補償器會對無功電源的備用容量產生一定的影響，在這個過程中要考慮到無功備用容量的靈敏度，這也是作為對無功補償節點選擇的主要方向，以提升無功備用容量靈敏度為因素，對系統的潮流進行分析，主要方程如下：

以上方程式中的△F為發電機，△G為負荷節點無功變量，△E為節點電壓，？茲為節點相角，其他的如A、B、C、D、M、N、O、R、S、T等分別為矩陣對應元素。

1.2 從提升綜合靈敏度上進行選擇

工業用電系統在運行的過程中，可以選擇那些降低系統網絡損耗以及提升系統無功備用容量靈敏度的節點，將其作為無功補償節點選擇的候選點，這樣可以有效的提高系統無功備用容量以及降低系統損耗[2]。但是，從工業用電系統實際運行中發現，提高系統無功備用容量靈敏度較大的節點不一定是減少網絡損耗靈敏度偏大的節點，兩者之間并不是正比關系，因此，在對無功補償節點進行選擇的過程中，要從綜合靈敏度的角度上進行選擇，這樣才能確保節點選擇的有效性。

2 提高系統無功備用容量多目標無功補償的自適應免疫優化算法分析

2.1 自適應免疫優化算法

自適應免疫算法是提高系統無功備用容量多目標無功補償的重要計算方法之一，該算法主要結合克隆數、變異率、交叉率等幾方面進行，每種因素都會影響到免疫算法的性能[3]。一般情況下變異率、交叉率越大，產生的新個體就會越快，同時系統中產生的種群多樣性也就越明顯，這是日常應用免疫算法主要注重的問題。但是，在實踐中卻發現，一旦變異率、交叉率過大，就會導致良好的基因塊遭到破壞，影響到系統的運行效率，相反如果過小的話，對新個體的產生也極為不利，為了提升系統無功備用容量的多目標無功補償效率，需要對各項參數進行合理的修改和調整，通過適應的變異率、交叉率來保障系統無功備用容量多目標無功補償的效率。例如，在種群個體親和力表現為局部最優或趨于一致的情況下，在這個階段可以提升變異率和交叉率的參數，從而實現跳出局部最優的目標；而在種群多樣性處在較好的狀態下，應降低相應的參數，這樣才能確保最優個體的存在，對提升系統無功備用容量的多目標無功補償效率有著極大的作用。

2.2 自適應免疫優化算法的實施步驟

自適應免疫優化算法對提升工業用電系統無功備用容量多目標無功補償的效率有著很大的作用，針對自適應免疫優化算法的實施步驟主要從以下幾方面進行[4]。首先，要先定義抗原和抗體，一般情況下會將無功優化多目標的約束條件以及函數作為抗原，將目標函數條件下的可行解析作為抗體，這也是定義抗原和抗體的主要內容。其次，要結合工業用電系統無功備用容量多目標無功補償的實際情況，對上一步定義抗原和抗體的親和力進行計算，同時要對計算數據進行分析來整合局部的親和力和整體親和力。再次，要計算各個抗體對抗原產生的局部親和力以及整體親和力，同時選擇整體親和力較高的抗體延伸至記憶種群中，并對該抗體群體的平均親和力進行計算，得出各個抗體的變異率和交叉率，同時要對已經克隆的抗體采取交叉變異的運算方式進行操作，從而得出交叉變異后克隆抗體的局部親和力和整體親和力。第四，將隨機產生的新抗體群、記憶抗體群兩者進行重新組合，形成新的抗體群，并對新組成的抗體群進行預測，是否能夠達到相應的結束條件，如果能夠達到結束條件的話，要將最優解輸出，從而得出提高工業用電系統無功備用容量多目標無功補償的最佳規劃方案[5]。

3 補償容量的求解

通過以上的分析得知，為了提高系統無功備用容量的多目標無功補償效率，需要運用自適應免疫算法，而在此之前必須要確定無功補償節點，這樣才能對無功補償規劃方案進行更好的優化，從而求出相應的解析數值[6]。另外，在進行無功補償的過程中，要充分考慮到變電站的空間位置限制，例如，在文章的分析中每個節點的最大容許補償為5組電容器，假設每組容量采用4MVA的話，那么節點的最大補償容量應該是20MVA。無功補償規劃是工業用電系統無功備用容量實施多目標無功補償規劃的關鍵，同時也是影響到系統運行的主要因素，結合以上的分析，作者認為采取自適應免疫算法的優化是提高系統無功備用容量多目標無功補償的重要途徑之一。當然，在整個免疫計算的過程中，應本著自適應為主對其算法進行不斷的優化。

4 結束語

綜上所述，工業用電是用電量較大的行業，同時也是影響區域發展的重要行業，甚至對國家的綜合發展也有著一定的影響，為了提升工業用電的可靠性，需要對工業用電系統進行不斷的優化，這樣才能提升工業用電的安全性、可靠性、高效性。通過文章對提高系統無功備用容量的多目標無功補償規劃的分析，作者結合自身的多年工作經驗，以及自身對工業用電無功補償的了解，主要從對無功補償節點的選擇、自適應免疫優化算法、補償容量的求解等三方面進行分析，希望通過文章的分析，對提升工業用電效率給予一定的啟發。

參考文獻

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[5]楊澤明，顧秀東，劉永亮.一種無功補償與濾波的綜合解決方案[J].四川電力技術，2012（S1）.

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作者簡介：王洪斌（1968-），男，廣東揭陽人，助理工程師，主要從事無功功率補償及節電產品開發和生產。