[摘 要]随着经济的迅速发展和负荷的增长，无功需求也相应地增加。合理规划配电网的无功补偿，以保证电压质量、降低损耗是现代电网规划的重要研究课题。无功规划的目的是确定无功补偿位置和补偿容量。为改善补偿效果并提高计算效率，一些基于传统数学算法的改进型算法和智能启发式方法被提出。因此文章就配电网无功优化调度中调节次数的优化进行相关探讨。
　　[关键词]配电网；无功优化；调节次数
　　中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0219-01
　　电力系统无功平衡是保证电压质量的基本条件，系统中无功潮流的分布对电力系统的安全稳定和经济运行影响重大。目前，我国电力系统处于互联大电网时代，负荷中心与发电厂距离较远，超高远距离输电是其有效的运作方式，但由此带来了一些不利状况。
　　一、配电网基本概念
　　在电力系统中，首先是发电站发出电能，然后通过输电网络将电能传送到负荷区，最后由不同电压等级的网络将电能配送给不同需求的用户。这种起着分配电能作用的电力网络称为配电网络。配电系统在整个电力系统中最靠近用户端的部分，如图1所示。
　　二、配电网无功规划优化实用算法
　　对于配电网无功规划优化实用算法，其计算的高效和适应性是非常重要的。
　　本文综合考虑经济效益、电压约束及配电网特点，基于节点优化编号、近似潮流计算和单节点优化补偿容量计算，提出一种实用的大规模中低压配电网无功规划三次优化解析算法，在保证精确度的同时可显著提高计算速度。
　　三、优化模型
　　（一）目标函数
　　本文的目标函数取无功补偿后的净收益值最大：
　　（1）
　　其中
　　式中：F为系统无功补偿后的净收益值，万元/a；Ce为单位电能损耗价格，万元/（kWh）；ΔPl1、ΔPl2分别为无功补偿前、后系统的有功功率损耗，kW；α为补偿电容器的折旧维修率；为补偿电容器的投资回收率；M表示所有补偿节点的集合；Civ为节点i处补偿电容器的单位容量价格，万元/kvar；Qic为节点i处电容器的总补偿容量，kvar；Cif为节点i处电容器的固定投资，万元；如果节点i是新增补偿点，则αi=1，否则αi=0；τmax为最大负荷损耗小时数；Ui为节点i电压越限值；Ui为节点i的电压幅值；Uimax、Uimin分别为节点i电压的上下约束值；w为惩罚因子，为一充分大数。
　　（二）约束条件
　　约束条件包括各节点功率平衡方程和各节点电压约束以及分布式电源的无功出力限制。
　　四、三次解析优化算法
　　综合考虑经济效益和电压约束，基于节点优化编号、近似潮流计算和单节点优化补偿容量计算公式，本文提出了无功规划三次优化的方法。
　　（一）一次优化
　　“一次优化”是基于节点优化编号和近似潮流计算，在满足电压约束的基础上在全网范围内选择净收益最大的节点对其进行补偿；并在考虑已补偿电容器影响的基础上，重复这一过程，直到受技术经济约束不能进一步补偿为止，得到一次优化后的補偿节点、顺序及其容量/组数，其计算步骤为：
　　1）对网络进行节点优化编号，令j=1。
　　2）进行补偿前交流潮流计算。
　　3）计算各节点单独补偿的最佳容量。①若节点i没有分布式电源。若节点i及其下游节点均为低电压，分别计算得到节点i的icQ和icQ，取两者中较大的作为节点i的单节点最佳补偿容量。
　　4）计算各节点单独补偿的最佳组数。①若节点i处没有分布式电源，根据上文步骤3）中的小节①初步计算出的最佳补偿容量Qic，可得到并联电容器的补偿组数：
　　式中：cikQ为节点i处的标准电容器容量；mi可能不为整数，本文对其进行四舍五入取整。②若节点i处已接入分布式电源，则由分布式电源优先提供补偿；计算出的iQ大于分布式电源无功出力上限，分布式电源按无功上限进行补偿，超出部分再计算出电容器需补偿的容量。
　　5）如果各节点补偿前电压已满足要求而且各节点单独补偿时的最大净收益为负，转向步骤8）。
　　6）对净收益最大的节点进行补偿，标记此节点的补偿顺序号为j。
　　7）更新补偿顺序号为j的节点上游所有支路的无功功率和所有节点的电压；令j=j+1，返回3）。
　　8）本次优化结束，得到一次优化后的补偿节点和节点总数、顺序及其容量/组数。
　　（二）二次优化
　　“二次优化”是在一次优化初始解基础上，基于补偿节点位置和容量的相互影响，迭代修正各补偿节点的位置和最佳补偿容量/组数：在其他节点补偿容量/组数不变的基础上，基于一次优化后的补偿顺序，每次只重新计算1个补偿节点的最佳补偿容量/组数及其位置，直到迭代修正对一次优化后的所有补偿节点位置和容量不能进一步改善为止。基本计算步骤如下：
　　1）令j=1。
　　2）在其他节点补偿容量/组数不变基础上，重新计算第j个补偿节点的位置和最佳补偿容量/组数。
　　3）更新j节点上游所有支路的无功功率，若j小于一次优化已确定补偿节点数，令j=j+1，返回2）；否则，转入下一步。
　　4）检查上一次由j=1到其最大補偿节点数的过程中各补偿节点位置和容量/组数是否存在有变化。若有任何变化，返回1）；否则，本次优化结束，得到更新后的各补偿节点位置及其补偿容量/组数。
　　（三）三次优化
　　“三次优化”是由于一、二次优化在求取节点并联电容器补偿组数时采用了近似潮流计算公式，需要对二次优化结果进行交流潮流校验，并作进一步的优化微调。若经过二次优化得到n个并联电容器补偿节点，相应补偿组数集合为{m1，m2，m3，…，mn}。三次优化具体步骤如下：
　　1）令二次优化的补偿方案作为初始方案。
　　2）在其他节点补偿组数或容量不变的条件下，每次只微调1个节点，即令该节点补偿组数分别增加1组和减少1组，于是可得到微调后新增加的另2n个补偿方案：{m1+1，m2，m3，…，mn}、{m1-1，m2，m3，…，mn}、…、{m1，m2，m3，…，mn+1}、{m1，m2，m3，…，mn1}。
　　总之，本文提出一种实用的配电网无功规划三次解析优化算法，用以确定中低压补偿电容器的容量和位置，不需事先人工指定候选补偿节点，在保证工程精度的同时大幅提高了计算速度，且计算稳定，特别适用于大规模系统的无功规划优化。
　　参考文献
　　[1] 张静亮.状态估计在配电网无功优化系统中的应用研究[D].济南大学，2012.
　　[2] 金炜，骆晨，徐斌，王刘芳，李伟.基于需求响应技术的主动配电网优化调度[J].电力建设，2017，03.