摘要隨著電網(wǎng)功能和形態(tài)的改變，以分布式電源(DistributedGeneration,DG)為代表的新興能源技術(shù)得到越來越廣泛的關(guān)注。從實際效果來看，分布式能源可以滿足用戶不同用戶對電能的基本需求，節(jié)約電能消耗、提升電能供應(yīng)質(zhì)量，符合當前階段能源發(fā)展的整體情況。DG并網(wǎng)會對配電網(wǎng)的潮流、電能質(zhì)量和經(jīng)濟效益產(chǎn)生重要影響，因此，應(yīng)對含DG的配電網(wǎng)進行優(yōu)化。目前的優(yōu)化模型多以有功網(wǎng)損為優(yōu)化目標，無法兼顧配電網(wǎng)電壓偏移、DG投資運行成本等重要指標，同時，DG的強波動性和隨機不確定性，要求優(yōu)化模型同時兼顧DG并網(wǎng)風險。在本文的研究中，闡述了配電網(wǎng)研究的意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀，對分布式電源和含DG的配電網(wǎng)優(yōu)化算法進行概述，討論DG的接入對配電網(wǎng)可靠性、繼電保護、電能質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)損耗等方面的影響，分析含DG配電網(wǎng)優(yōu)化運行中存在的主要問題，提出分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化算法，主要從啟發(fā)式算法、人工智能算法、多目標控制算法來進行。此外，傳統(tǒng)的優(yōu)化算法面對復(fù)雜的DG并網(wǎng)問題，存在許多不足。因此，采用有效、可行的優(yōu)化算法，是解決含DG的配電網(wǎng)優(yōu)化問題的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；運行優(yōu)化

第1章緒論1.1研究意義分布式電源為了滿足客戶對電能的不同需求，保證電能質(zhì)量，將在輸電線路上網(wǎng)絡(luò)損耗減少，具有對環(huán)境友好，能源利用率高的特點。目前，將DG接入傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有清潔環(huán)保、節(jié)約成本、降低系統(tǒng)損耗、能夠靈活安裝，經(jīng)濟性較強，建設(shè)時間大大縮短。分布式電源的發(fā)電形式大多是風能、太陽能、潮汐能等清潔能源，能夠減少傳統(tǒng)的化石燃料對環(huán)境的污染，可再生能源是以后發(fā)展的必然趨勢。然而，由于DG的引入，改變了配電網(wǎng)的運行方式，使配電網(wǎng)由原來的輻射形供電系統(tǒng)變?yōu)橐粋€多電源點的網(wǎng)絡(luò)，進而導致潮流由原來的單向變?yōu)殡p向，網(wǎng)絡(luò)損耗、電能質(zhì)量等問題受到影響，簡單的潮流計算方法己不適用，給配電網(wǎng)優(yōu)化運行增加了一定的難度。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀如今，關(guān)于DG接入電網(wǎng)后對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的優(yōu)化方面研究較少，優(yōu)化數(shù)學模型較為簡單，需要進一步改善。因此，怎樣結(jié)合現(xiàn)有的優(yōu)化算法，對含DG的配電網(wǎng)進行無功優(yōu)化研究有著十分重要的理論及現(xiàn)實意義。中國關(guān)于分布式電源的應(yīng)用研究起步較晚，相比于其他國家研究時間較短。但是在短時間內(nèi)，分布式電源應(yīng)用技術(shù)發(fā)展很快。我國能源結(jié)構(gòu)特殊，經(jīng)濟發(fā)展對能源需求量較大，我國可再生能源的發(fā)展水平還需要進一步提高。2005年，我國多個百萬千瓦的風電場審批成功，風電裝機總?cè)萘考和黄瓢偃f千瓦，同年亞洲規(guī)模第一的光伏發(fā)電在我國深圳并網(wǎng)運行成功。2006年1月1日，頒布的《可再生能源法》生效，可以預(yù)見在中國大規(guī)模開展基于可再生能源的DG技術(shù)己是必然的發(fā)展趨勢。呂終等(2015)提出將入侵雜草算法結(jié)合差分進化算法實現(xiàn)配電網(wǎng)無功優(yōu)化;尹洪等(2014)研究含DG配電網(wǎng)無功優(yōu)化，從線路網(wǎng)絡(luò)損耗、電壓偏差和負荷均勻程度進行研究，利用免疫遺傳算法求解最優(yōu)解;李傳健等(2010)研究分布式電源出力大小改變配電網(wǎng)運行情況的程度，采用隨機潮流算法，選取有效的優(yōu)化方案;張麗等(2011)提出一種基于聚類和競爭克隆機制的多智能體免疫算法，以輸電線路網(wǎng)絡(luò)損耗最小為優(yōu)化目標，求解配電網(wǎng)無功優(yōu)化問題。2001年，美國制訂完成了分布式電源互聯(lián)標準IEEEP1547，計劃在為了十五年使DG在美國發(fā)電量所占比例大幅度增加到10070^'2007002003年，美國分布式電源容量達到234GW,其中大部分分布式電源以獨立運行模式為主，少部分分布式電源應(yīng)用在輸配電系統(tǒng)中。2006年，美國己建成6000余座分布式發(fā)電站提供電能，其中在各個大學中建成200余座分布式發(fā)電站(LocNguyenKhanh,2010)oDG最大的特點是具有隨機性，大量風力發(fā)電等可再生資源發(fā)電容量不能人為控制分布式電源發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定，DG接入電網(wǎng)后會使原系統(tǒng)電壓和頻率發(fā)生波動，并且整個系統(tǒng)的潮流分布也隨之發(fā)生變化。國外學者針對這些問題提出一些考慮DG影響的改進優(yōu)化方法。PandiV.R.(2013)關(guān)于分布式電源接入配電網(wǎng)無功優(yōu)化問題研究，利用諧波抑制原則，優(yōu)化算法采用粒子群方法達到優(yōu)化目標。NguyenKhanh(2010)提出DG出力大小與負荷之間有一定關(guān)系，分析DG接入系統(tǒng)對有功功率的損耗。PANKe(2004)提出將常用的粒子群算法進行改進，將多代理系統(tǒng)應(yīng)用到求解最優(yōu)解過程中，再進行30節(jié)點系統(tǒng)仿真驗算，得到的結(jié)果較理想。LocSadeghzadehS.M(2006)分析風力發(fā)電作為分布式電源接入配電網(wǎng)的影響，目標函數(shù)選取電力市場，使整個電網(wǎng)的經(jīng)濟性得到提局。

第2章相關(guān)概述2.1分布式電源分布式電源（DistributedGeneration,DG）是指功率為數(shù)千瓦至50MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨立電源。發(fā)明初期，應(yīng)用的形式以小熱電和小水電存在，但對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，并且技術(shù)方面也不是很成熟，經(jīng)濟效益自然低下逐漸被淘汰。還有一些用于大型的電力用戶和企業(yè)，當停電時用于急救發(fā)電，這些自備的小型發(fā)電機也可以看作是分布式電源的早期形式。DG具有靈活性和經(jīng)濟性等特點，利用新型可再生能源發(fā)電，大大節(jié)約了不可再生資源的消耗，保護環(huán)境，并且滿足了一些特殊電力客戶的需求。2.2含DG的配電網(wǎng)優(yōu)化算法目前，研究者對求解含DG的配電網(wǎng)優(yōu)化模型的優(yōu)化算法展開相關(guān)研究，主要包括以下幾種算法：（1）經(jīng)典數(shù)學優(yōu)化算法用經(jīng)典的數(shù)學方法來計算相關(guān)函數(shù)模型，該方法理論上可求取優(yōu)化目標的最優(yōu)解，但如果該數(shù)學模型計算量很大，則會影響計算效率，引起組合爆炸的問題。建立了最優(yōu)函數(shù)模型，采用拉格朗日乘子得到DG的最優(yōu)并網(wǎng)容量。采用多元整數(shù)混合模型，利用分支定界法對DG并入配電網(wǎng)進行優(yōu)化處理，但因為計算量過大，容易導致組合爆炸問題。（2）啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法通過經(jīng)驗與直觀判斷獲得全局最優(yōu)解，該算法計算速度快、效率高，但是沒有考慮算法的收斂性，因而不能保證最優(yōu)解的準確率。用“多進程”支路換算法，有效避免了傳統(tǒng)支路換算法易陷入局部最優(yōu)的不足。建立專家測評體系，根據(jù)測評值排除了動態(tài)優(yōu)化算法在搜索過程中產(chǎn)生的干擾解，使計算誤差大大減小，提高了尋優(yōu)準確率。（3）智能算法不論是數(shù)學優(yōu)化算法還是啟發(fā)式算法，對解決復(fù)雜的非線性模型都存在不足。智能算法適應(yīng)性強、求解效率高，全局搜索能力強，可以并行處理多目標優(yōu)化問題。

第3章DG的接入對配電網(wǎng)的影響配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多呈開環(huán)輻射狀分布，當有大量DG并網(wǎng)時，配電網(wǎng)的負荷節(jié)點與潮流分布會有很大的改變，使得配電網(wǎng)的運維和控制變得更加復(fù)雜。由于DG的類型不同、接入位置和容量的不同，配電網(wǎng)的功率分布、電壓分布、電流大小、供電可靠性等變化都是不確定的，這些變化對配電網(wǎng)的靈活可靠運作可能是有益的，也可能是無益的。本章主要分析DG并網(wǎng)的不同因素對配電網(wǎng)各方面造成的影響，進而要求對含DG的配電網(wǎng)進行合理優(yōu)化，使DG的接入可有效提高配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、靈活性、可靠性及經(jīng)濟性。3.1對配電網(wǎng)可靠性的影響DG通常接入10kV到110kV的配電網(wǎng)中。在實際配網(wǎng)系統(tǒng)中，DG總是以多種并網(wǎng)形態(tài)與配電網(wǎng)結(jié)合，DG并網(wǎng)位置以及與配電網(wǎng)配合方式的改變會對配電網(wǎng)可靠性造成不一樣的影響。就DG并網(wǎng)點來看，一般情況下，DG主要通過從母線接入和從饋線接入來并入配電網(wǎng)：（1）DG從母線接入時，可實現(xiàn)與電網(wǎng)同步供電。DG從母線接入配電網(wǎng)，可緩解配電網(wǎng)由于供電不足導致的可靠性下降問題，在每年盛夏及嚴冬的用電高峰期，DG與配電網(wǎng)的并行供電具有明顯的調(diào)峰作用，可保證不間斷供電，確保供電穩(wěn)定性，從而提高系統(tǒng)可靠性。（2）DG從饋線接入時，DG有了更多并網(wǎng)接點的選擇，并且DG可以與負荷節(jié)點靠得更近。DG從饋線接入配電網(wǎng)不同于從母線接入配電網(wǎng)，DG從饋線接入有獨特的優(yōu)點：當電力系統(tǒng)斷電時，靠近負荷節(jié)點的DG可以瞬間將自己從配電網(wǎng)中切除出來，停止對配電網(wǎng)的供電，從而減少了電能損失，提高了配電網(wǎng)可靠性。在提高配電網(wǎng)可靠性方面需要注意的是，由于DG的接入，配電網(wǎng)的潮流分布較原網(wǎng)絡(luò)有很大的變化，饋線發(fā)生重載和過載情況的可能性很大，因此應(yīng)該及時校準饋線容量，防止配電事故的發(fā)生。另一方面，DG與配電網(wǎng)配合方式的不同給配電網(wǎng)可靠性帶來的影響也不同。DG與配電網(wǎng)配合方式主要有三種類型：（1）DG作為配電網(wǎng)的備用電源，當電力系統(tǒng)正常工作時，配電網(wǎng)向負荷不間斷供電，而當配電網(wǎng)出現(xiàn)故障不再向負荷供電時，DG立即自行啟動，代替配電網(wǎng)向負荷輸送電能。當配電網(wǎng)故障解決后，將重新向負荷供電，DG退出供電，回到發(fā)生故障前的狀態(tài)。在運用此種并網(wǎng)方式時，需使DG與配電網(wǎng)有良好的配合，從而保證配電網(wǎng)供電可靠性。然而該方式為了保證少數(shù)負荷供電不間斷，需投入大量DG運行，經(jīng)濟代價較大，性價比不高，很難滿足電力市場需求，所以若非特殊的重要負荷，DG作為配電網(wǎng)的備用電源的方式不會被推廣。（2）配電網(wǎng)作為DG的備用電源，該方式是將配電網(wǎng)作為DG的備用，而DG作為供電主力可對負荷單獨供電。采用此種并網(wǎng)方式時，如果DG能滿足負荷的供電需求，DG會將對負荷供電后的剩余電能輸送至配電網(wǎng)，再由配電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)令；如果DG無法滿足負荷的供電需求，配電網(wǎng)將作為DG差額電能的補充，從而保證用電客戶的正常用電。采用配電網(wǎng)作為DG的備用電源的并網(wǎng)方式，可使DG的價值發(fā)揮到極致，經(jīng)濟性較高，但是該方式并無法有效提高配電網(wǎng)的可靠性。（3）DG與配電網(wǎng)并列運行互為補充，根據(jù)配網(wǎng)實際運行情況互為主次，DG接入配電網(wǎng)中運行，可以與電網(wǎng)相連相通。當配電網(wǎng)與DG對負荷正常供電時，配電網(wǎng)作為供電主力，DG進行輔助供電。當DG發(fā)生故障對負荷停止供電時，配電網(wǎng)會立即對該負荷進行供電來彌補負荷供電差值，保證對負荷的供電不中斷，因此DG故障時不會對負荷的供電產(chǎn)生較大影響。當配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，DG由供電輔助轉(zhuǎn)變?yōu)楣╇娭髁?，迅速向負荷供電，有效提高了配電網(wǎng)供電可靠性，不會使配電網(wǎng)面臨巨大的停電損失。DG與配電網(wǎng)并列運行時，DG并網(wǎng)使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，由單一電源輻射網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槎嚯娫床⑿芯W(wǎng)絡(luò)，可確保配電網(wǎng)停電時，DG對負荷不間斷供電，大大提高了供電可靠性。DG接入配電網(wǎng)，無疑將對傳統(tǒng)配網(wǎng)可靠性的評價造成影響。這種影響分為積極影響和消極影響兩種，如果對DG安置合理，則可發(fā)揮其積極作用消除消極影響。比如在用電高峰期時，DG可作為系統(tǒng)的備用電源接入配電網(wǎng)，為主電源分擔負荷中心的過負荷，增強電力系統(tǒng)輸電冗余度。又如可利用DG出力補償有功和無功缺額：電壓崩潰易發(fā)生在夏季用電高峰，此時電壓偏移較大，電壓往往運行在臨界穩(wěn)定極限邊緣，如果能夠及時調(diào)度DG出力，降低配網(wǎng)電壓偏移，則可以支撐系統(tǒng)電壓，改善系統(tǒng)電壓的整體水平，避免該地區(qū)發(fā)生電壓崩潰事件。再如風電場有低電壓穿越能力，即使在配電網(wǎng)發(fā)生故障時也能保持同步并網(wǎng)，可以有效緩解電力系統(tǒng)電壓跌落，使電壓維持在正常水平，保持并網(wǎng)點電壓不失穩(wěn)。當電力系統(tǒng)配電設(shè)備發(fā)生故障時，可能會使DG與配電網(wǎng)分離，使DG形成孤島，此時DG會繼續(xù)向用戶供電，提高了配電網(wǎng)的可靠性。但是功率隨機型DG如風力發(fā)電，其出力具有隨機性和不穩(wěn)定性，這種風險可能會對配電網(wǎng)的可靠性帶來沖擊，不利于其穩(wěn)定運行。因此，應(yīng)對DG并網(wǎng)進行合理優(yōu)化，以提高配電網(wǎng)的可靠性。3.2對配電網(wǎng)繼電保護的影響配電網(wǎng)繼電保護是指當配電網(wǎng)發(fā)生故障或處于不正常工作狀態(tài)時，配電網(wǎng)采取的反事故自動保護措施。我國中低壓配電網(wǎng)的繼電保護配置比較簡單，但是為滿足供電的安全穩(wěn)定性，配電網(wǎng)在選擇性、速動性、靈敏性以及可靠性上對繼電保護系統(tǒng)提出了嚴格的要求。在配電網(wǎng)的繼電保護中，變壓器的母聯(lián)斷路器處安有三段式電流保護以及三段式距離保護等，DG并網(wǎng)會對配電網(wǎng)繼電保護帶來一定影響：如果在未接入DG時配電網(wǎng)發(fā)生故障，則故障點僅由一個電源提供故障電流，此時繼電保護設(shè)備只需要切除該電源側(cè)的斷路器；而隨著DG并網(wǎng)，改變了配電網(wǎng)的單端供電方式，發(fā)生故障后，故障點的故障電流由多個電源提供，使短路電流發(fā)生變化，可能使配電網(wǎng)繼電保護機制遭到破壞。3.3對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響DG接入配電網(wǎng)中，改變了原始網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及潮流分布，給配電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來一定的沖擊，電力系統(tǒng)中一般用電壓波動、電壓暫降以及電壓諧波來評價電能質(zhì)量。配電網(wǎng)的電壓等級、潮流分布、短路容量都是決定DG對配電網(wǎng)電能質(zhì)量影響程度的重要因素，此外，DG的類型、并網(wǎng)位置、并網(wǎng)容量以及運行方式也與配電網(wǎng)的電能質(zhì)量息息相關(guān)3.3.1電壓波動電壓波動是指在受到某種沖擊時，電壓均方值發(fā)生了迅速且非間斷的變動。將電壓均方值的峰值與谷值相減再與額定電壓的比定義為電壓波動絕對值。受自然因素、負荷變化以及相關(guān)法規(guī)的影響，DG無法按一定時間節(jié)點開機和停機。當DG毫無預(yù)警突然開機或停機時，極易導致并網(wǎng)容量的波動，從而造成配電系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定。風力發(fā)電并網(wǎng)運行時，當自然風速低于風機切入風速或高于風機切出風速時，風電機組的有功出力為零，無法運行在正常的工作狀態(tài)，會造成電壓波動。而當風速高于切入風速，低于切出風速時，風機運行在正常工作狀態(tài)，由風速的不確定性帶來的隨機風險也會造成風電機組輸出功率的波動，導致電壓波動的發(fā)生。同理，太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)時，其發(fā)電功率由不確定的光照強度決定，從而也會破壞配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。對DG的并網(wǎng)方式進行分類，研究了配電網(wǎng)電壓波動與DG并網(wǎng)方式的關(guān)系，以短路比和剛性率為依據(jù)對配電網(wǎng)電壓波動進行量化，尋找抑制電壓波動的新方法，從而減小DG對配電網(wǎng)電壓波動的影響。該文獻還說明了在相同滲透率下，當配電網(wǎng)發(fā)生故障時，逆變型DG向故障點提供的短路電流較小，對并網(wǎng)點電壓影響也較小，故而逆變型DG比旋轉(zhuǎn)型DG更適合并網(wǎng)運行3.3.2電壓暫降電壓暫降的定義為：在工頻電壓作用下，電壓均方值發(fā)生十毫秒至一分鐘的短時電壓變動，由初始值減小到額定電壓的10%到90%的電壓降低現(xiàn)象[58]。DG類型的不同、并網(wǎng)方式的不同、并網(wǎng)容量大小的不同都會對電壓暫降產(chǎn)生不一樣的影響。對并網(wǎng)DG進行優(yōu)化配置，可對配網(wǎng)電壓起到支撐作用，減小配網(wǎng)電壓暫降發(fā)生率，提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量。電壓暫降是由配電網(wǎng)發(fā)生短路故障、大型機組的開機或停運以及配電網(wǎng)負荷的巨大波動等造成的。當配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，繼電保護裝置立即動作，使系統(tǒng)迅速運轉(zhuǎn)至正常工作狀態(tài)，而伴隨著配電網(wǎng)運行狀態(tài)的恢復(fù)，會造成負荷電壓暫降情況的發(fā)生。同時，并網(wǎng)DG種類的不同會對電壓暫降造成不同的影響。如采用逆變型DG并網(wǎng)比采用同步型DG并網(wǎng)對于改善電壓暫降更有優(yōu)勢，因為逆變型DG對功率調(diào)制信號的響應(yīng)速度更快，所以逆變型DG并網(wǎng)有效減少了電壓暫降時間。除此之外，由于并網(wǎng)DG始終運行于配電網(wǎng)之內(nèi)，因而DG對電壓暫降的影響很大一部分來自配電網(wǎng)系統(tǒng)的自身運行狀態(tài)，只有當配電網(wǎng)允許DG參與電壓調(diào)節(jié)時，DG才有可能降低電壓暫降發(fā)生的可能，實現(xiàn)對配電網(wǎng)電壓的有效調(diào)節(jié)，否則將對系統(tǒng)的穩(wěn)定造成不良影響。DG接入容量的大小也決定了電壓暫降情況，大容量DG接入配電網(wǎng)會對敏感負荷點的電壓暫降產(chǎn)生重大影響。3.3.3電壓諧波電壓諧波也被叫做高次諧波，DG并網(wǎng)后，電壓諧波的產(chǎn)生有兩種情況：第一，DG本身就是引起諧波的源頭，DG類型的不同或DG并網(wǎng)方式的不同都會導致諧波畸變；第二，構(gòu)成DG的大量電力電子器件以及控制DG運行的電力電子器件，往往需要通過頻繁開斷以轉(zhuǎn)換和控制不同的工作模式，在不同模式切換之間往往會帶來電壓波動，如此容易帶來大量的諧波污染，導致諧波畸變[59]。DG大多通過電力電子設(shè)備并入電網(wǎng)，電力電子設(shè)備會直接向系統(tǒng)注入諧波，使電能質(zhì)量下降。當DG通過逆變器并網(wǎng)時，可將DG視為非線性諧波負荷，配電網(wǎng)諧波水平可由諧波電流發(fā)射限值來評價。DG并網(wǎng)時，DG的總?cè)萘恳约敖尤敕绞街苯佑绊懙脚潆娋W(wǎng)饋線電流及諧波電壓。研究表明，一定容量的線性DG可有效防止電壓諧波的產(chǎn)生，而非線性DG的接入可能會增加配電網(wǎng)的諧波水平因此，當DG并入中低壓電網(wǎng)時，對電能質(zhì)量的三要素即電壓波動、電壓暫降及電壓諧波都有很大的影響，在DG并入配電網(wǎng)前，應(yīng)充分考量并網(wǎng)DG的電源容量、并網(wǎng)位置及入網(wǎng)方式，對DG給配電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來的影響作出客觀評價，從而積極改善電能質(zhì)量。一般來說，DG在電能質(zhì)量方面應(yīng)滿足以下要求：DG向當?shù)赜脩籼峁┑碾娔苜|(zhì)量以及向配電網(wǎng)輸送的電能質(zhì)量應(yīng)滿足相關(guān)國家標準，將電壓波動、電壓暫降及電壓諧波控制在一定范圍內(nèi)；同時，當DG并網(wǎng)后配電網(wǎng)的電能質(zhì)量滿足相關(guān)國家標準時，應(yīng)保證DG正常運行3.4對配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗的影響配電網(wǎng)的電壓等級不高，具有饋線長、截面面積小，負載率較小的特點，研究數(shù)據(jù)表明，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗占電力系統(tǒng)總網(wǎng)絡(luò)損耗的比例很高。進入二十一世紀以來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，各行各業(yè)對電能供應(yīng)時常出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，配網(wǎng)網(wǎng)損過大不僅會加劇電能供應(yīng)不足，還會破壞配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，迫使電力部門不得不采取限電的措施目前，隨著DG技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，電力工作者將DG接入配電網(wǎng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)的節(jié)能降損。DG接入配電網(wǎng)之前，配電網(wǎng)的有功潮流是單向分布的，潮流的大小隨與變電站距離的增加而減少。DG接入配電網(wǎng)，使配電網(wǎng)由單電源供電系統(tǒng)變?yōu)槎嚯娫垂╇娤到y(tǒng)，配電網(wǎng)有功潮流的方向發(fā)生了改變，可能發(fā)生潮流逆流現(xiàn)象，此時潮流可能會增加，也可能會減少，而配電網(wǎng)的潮流的改變勢必引起配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗的變化，受多方面條件影響，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗既有可能增加，也可能減小，可利用DG的優(yōu)良特性，通過改變配電網(wǎng)潮流分布來減小配電網(wǎng)自身的網(wǎng)絡(luò)損耗，但是如果對DG并網(wǎng)優(yōu)化不合理，則會增加配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗

第4章含DG配電網(wǎng)優(yōu)化運行中存在的主要問題在過去的幾年國內(nèi)外學者一直在研究DG并網(wǎng)影響，并且形成了初步有效成果，許多控制方法出現(xiàn)并解決這些問題，但主要都是針對較大容量DG并入電網(wǎng)的問題，尤其是關(guān)于大電網(wǎng)系統(tǒng)的無功優(yōu)化、穩(wěn)定運行等方面的研究，幾乎不考慮小容量DG接入電網(wǎng)的影響。中小容量DG研究也甚少，主要針對其繼電保護裝置的進行研究（裴瑋等，2014）。電壓穩(wěn)定在配電網(wǎng)運行中有著重要的地位，是眾中之重，是其穩(wěn)定運行的前提。DG具有很大的不確定性和隨機性，這是因為它易受自然因素的影響，人為不能控制，配電網(wǎng)的穩(wěn)定性會大大降低。含DG的配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性控制和怎樣提高配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性是學者們還要深入研究的問題。迄今為止，研究含DG的低壓配電網(wǎng)供電質(zhì)量問題是一直存在的，沒有學者提出更好的解決措施?，F(xiàn)有的研究只是在設(shè)備協(xié)調(diào)控制和本地電壓調(diào)控以及無功補償方面，電壓偏差大，網(wǎng)絡(luò)損耗大，運行穩(wěn)定性差，結(jié)果仍不令人滿意。同時當前的控制方法由于光伏電源的無功能力較小，難以實現(xiàn)無功優(yōu)化的效果。由于DG接入電網(wǎng)的位置不同和容量大小不同分別都影響電網(wǎng)運行情況，因此配電網(wǎng)運行研究重點主要研究這兩個方面（張立梅等，2011）。大多數(shù)分布式電源具有隨機性和不確定性，我們要進一步提高配電網(wǎng)無功優(yōu)化水平。

第5章含分布式電源的配電網(wǎng)優(yōu)化算法電力行業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，總是會遇到更大的能源挑戰(zhàn)。我們需要采取一些方法來應(yīng)對生活中的困難，不斷地創(chuàng)新。人類解決問題的方法通常結(jié)合生活常識和社會經(jīng)驗，將生理規(guī)律聯(lián)系在電學研究上，提出解決問題的新算法。這些算法在經(jīng)過長久的研究與試驗之后，人們將電力提供給千家萬戶，方便，了人們的生活，是人們生產(chǎn)與生活不可或缺的能源。算法歸納為啟發(fā)式優(yōu)化算法和人工智能優(yōu)化算法這兩大類。第三章介紹了配電網(wǎng)運行優(yōu)化問題是多目標函數(shù)的非線性優(yōu)化問題，需要選擇適當?shù)乃惴▋?yōu)化配電網(wǎng)5.1啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法是一種通過直觀或經(jīng)驗計算的算法，是相對于最優(yōu)算法提出。實質(zhì)上是根據(jù)一個問題的最優(yōu)算法推斷出其他問題的最優(yōu)解。在尋找最優(yōu)解的過程中花費可以接受的時間和空間計算每一個實例的一個可行解。缺點是不能預(yù)計可行解和最優(yōu)解的偏離程度。這種算法主要包括最優(yōu)流模式算法和支路算法等5.1.1最優(yōu)流模式算法1989年，DariushShrimohammadi等人提出一種最優(yōu)流模式算法（OFP-OptimalFlowPattern）（蘇鵬等，2009）。最優(yōu)流模式算法的優(yōu)化目標是最小功率損耗。具體計算過程是首先確定各個節(jié)點接入電網(wǎng)的負荷大小，用節(jié)點電流表示這些負荷。轉(zhuǎn)化為節(jié)點電流是為了將不確定量用一個確定量表示，方便計算，結(jié)果可信度更高。最后通過代入計算公式求出結(jié)果（鄧佑滿等，1995）。最優(yōu)流模式算法在電網(wǎng)重構(gòu)問題上有效解決了許多問5.1.2支路交換算法1988年S.Civanlar等人提出支路交換算法（BEM），又稱開關(guān)法。支路交換算法是一種開關(guān)控制支路改變潮流分布，使其降低網(wǎng)損的算法（F.Wang,J.L.Duarte，2010）。支路交換算法通過潮流計算確定網(wǎng)損大小，之后為了計算方便將負荷轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣娏?。通過控制聯(lián)絡(luò)開關(guān)和分段開關(guān)改善潮流分布實現(xiàn)優(yōu)化目的題5.2人工智能算法如今隨著科技進步和人類的進步，計算機智能應(yīng)用充分發(fā)展。與其他算法相比，人工智能算法沒有具體公式，而是根據(jù)人類生活智慧推導得出（RekhaTJ,GhadirR，2007）。人們的智慧是無窮的，利用大自然的規(guī)律，解決工程設(shè)計上遇到的難題。已經(jīng)被應(yīng)用的人工智能算法有模擬退火算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粒子群算法（PSO）、遺傳算法（GA）、蟻群算法等。本小節(jié)簡單的概述幾種較為成熟的人工智能算法。5.2.1遺傳算法遺傳算法是由一位美籍教授J.Holland提出，主要是模擬生物界的遺傳原理進行隨機搜索。受達爾文進化論中的自然選擇和孟德爾的遺傳學機制的啟發(fā)而命名為遺傳算法（GeneticAlgorithm,GA）。達爾文進化論認為，生物之間是存在競爭關(guān)系的。由于環(huán)境不是一層不變，會隨著時間的推移逐漸改變，這就使得適應(yīng)環(huán)境的生物存活下來，不適應(yīng)環(huán)境的生物就將被淘汰，這就是自然選擇定律。生物就是按照這樣的自然選擇，一代一代繁衍下去。物種的每一代都有遺傳上一代的基因，也有一些變異的基因（王瑞琪等，2011）?；蜻z傳是孟德爾遺傳學的主要內(nèi)容。孟德爾提出細胞染色體中的基因是遺傳信息傳遞工具，遺傳信息的傳輸形式是代碼?；蛟谶z傳的工程中保留其適宜的生物特征，當環(huán)境改變時發(fā)生突變和變異，生物通過自然選擇將最合適的基因保留繼承下來。遺傳算法是要解決配電網(wǎng)優(yōu)化運行問題，將遺傳算法與孟德爾遺傳學作類比，算法的優(yōu)化解比作“染色體”，確立的適應(yīng)函數(shù)。通過自然選擇保留并復(fù)制染色體，該染色體一定是具有較大的繼承可能性的，經(jīng)過交叉、變異等方式被環(huán)境舍棄的染色體，最后形成一種新的染色體，可以適應(yīng)環(huán)境，并且用這種方式繼續(xù)繁殖遺傳再到變異遺傳，最后就會篩選出那個最適合環(huán)境的染色體，就是算法要求得的最后結(jié)果。5.2.2免疫算法遺傳算法創(chuàng)造之后，有人提出免疫算法。在這段時間內(nèi)，人們不斷地進行關(guān)于生命奧秘地探索，發(fā)現(xiàn)四種綜合信息系統(tǒng)構(gòu)成了生物體。巨噬細胞、T細胞和淋巴細胞等主要構(gòu)成人體免疫系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)保護人們不受外界細菌的感染，系統(tǒng)工作過程是利用巨噬細胞先對抗病原體，將病原體擊碎瓦解，與巨噬細胞結(jié)合在一起形成抗原。T細胞的作用是釋放淋巴細胞，并隨之產(chǎn)生抗體，抵制細菌，不讓人體得病。采用免疫算法解決優(yōu)化問題流程是，首先隨機選取一個初始父代種群為；如果最優(yōu)個體在初始父代種群中有流程，則停止計算，直接輸出結(jié)果，如果沒有主要流程則繼續(xù)計算，經(jīng)過遺傳可得當前第k代父代種群，所得到一個新型種群；由于環(huán)境