1、電力行業(yè)隨著電力需求不斷增長而迅猛發(fā)展，使得現(xiàn)代電網的規(guī)模日益擴大、結構日趨復雜，對電能質量和運行經濟性要求也越來越高。無功功率對電力系統(tǒng)的電壓損耗和有功損耗有重要影響，進行合理的電壓無功優(yōu)化能保持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，改善電能質量，減少有功損耗從而降低能源消耗和發(fā)電費用。
　　 無功優(yōu)化問題在數學上表現(xiàn)為一個帶約束的非線性規(guī)劃問題，并且具有變量多、約束條件復雜、同時含有連續(xù)變量和離散變量的特點。很多專家學者已對此提出了多種無功優(yōu)化算法

2、，傳統(tǒng)的數學方法和近代人工智能方法各有千秋。傳統(tǒng)方法中的內點法對初值選擇不敏感、計算量不隨系統(tǒng)規(guī)模的增大而顯著增大，且有較好的魯棒性和收斂性，因而受到廣泛關注。本文在建立以有功損耗最小為目標函數的數學模型基礎上，針對原對偶內點法及分支定界法在無功優(yōu)化中的應用進行了研究。
　　 原對偶內點法是障礙函數法、拉格朗日函數法和牛頓法的結合。本文詳細闡述了原對偶內點法的基本原理，即引入松弛變量將數學模型中的函數不等式約束轉化為等式約束，松

3、弛變量只需滿足簡單的大于零條件;引入障礙參數把目標函數改造成障礙函數，同時處理了變量不等式約束條件;再用拉格朗日乘子法求解只含等式約束的優(yōu)化問題，即導出滿足最優(yōu)性條件的庫恩-圖克條件，最后用牛頓-拉夫遜法求解。本文給出了將其應用到無功優(yōu)化問題中的具體實現(xiàn)步驟，包括給出相關元素表達式，討論障礙常數、迭代步長和初始點的選取。此外，為協(xié)調解的最優(yōu)性與可行性之間的關系，討論了添加預測校正環(huán)節(jié)的預測校正原對偶內點法的基本原理，論證了其在收斂性方面

4、的改進。
　　 針對無功優(yōu)化問題中含有的離散變量，即可調變壓器分接頭和投切電容器組數，本文討論了對離散變量的處理辦法。論述了內嵌二次罰函數的原對偶內點法處理離散變量的機理，并重點研究了分支定界法在無功優(yōu)化中的應用。分支定界法的實質就是以“松弛’、“分支”、“定界”、“剪支”為基礎，不斷劃分原問題的可行解集域，將求解原問題的最優(yōu)轉化為求解多個松弛子問題的方法。結合電力系統(tǒng)實際運行特點，本文對分支變量的排序進行了探討，并采用一種基于

5、啟發(fā)式方法的簡化分支定界法，與原對偶內點法相結合求解無功優(yōu)化問題。
　　 為進一步論證原對偶內點法和分支定界法解決無功優(yōu)化問題的有效性，本文選擇人工智能方法中的遺傳算法和粒子群算法對其原理做了簡單介紹，并對標準粒子群算法用于無功優(yōu)化進行了編程。
　　 本文最后采用MATLAB語言進行編程仿真，將原對偶內點法及分支定界法(PDIPM+BBM)和標準粒子群算法(SPSO)應用到IEEE14和IEEE30節(jié)點標準測試系統(tǒng)上，并