基于小生境粒子群算法的配电网有功 - 无功协调优化-开发者社区

基于小生境粒子群算法的配电网有功-无功协调优化主要内容：代码主要做的是考虑光伏出力波动性的配电网有功无功协调优化，在调度模型中考虑了光伏并网的波动性，并考虑用储能对其进行平抑，配电网调度模型中含有的设备主要包括：光伏逆变器、变压器、电容等设备，目标函数包括调压总成本、电压稳定性、网损等等，采用改进多目标粒子群算法，即小生境粒子群算法对其进行高效求解。此方法更加具有创新性，代码非常精品，注释保姆级，提供，欢迎咨询！注意：拍之前问清楚，如需看文献自行搜索上述题目，运行效果看如下截图，付款发货后不退不换，同行绕道！模型部分参考：《基于粒子群算法的含光伏电站的配电网无功优化_孙卓新》算法部分参考：《分布式光伏接入的配电网无功优化研究_武晓朦》代码非常精品，注释几乎一行一注释；

在电力系统领域，配电网的优化一直是研究的热门话题。今天要给大家分享的是基于小生境粒子群算法的配电网有功 - 无功协调优化，这个代码可是非常精品，注释堪称保姆级，一行一注释哦。

一、背景与创新点

随着光伏等分布式能源的大量接入，配电网的运行特性发生了显著变化。光伏出力具有波动性，这对配电网的稳定运行带来了挑战。我们的代码主要就是针对考虑光伏出力波动性的配电网有功无功协调优化。与传统方法不同，在调度模型中充分考虑了光伏并网的波动性，并且巧妙地利用储能来平抑这种波动，这是一大创新点。

二、调度模型中的设备

配电网调度模型涵盖了多种关键设备：

光伏逆变器：作为光伏系统与电网连接的关键设备，负责将光伏板产生的直流电转换为交流电并入电网。在代码中，会有对其功率转换效率等参数的设置和计算。比如：

# 设置光伏逆变器的额定容量 pv_inverter_rated_capacity = 100 # 单位：kW # 根据光照强度和温度等因素计算光伏逆变器的实际输出功率 def calculate_pv_inverter_output(irradiance, temperature): # 这里省略复杂的计算公式，仅为示意 output_power = pv_inverter_rated_capacity * irradiance * (1 - 0.004 * (temperature - 25)) return output_power

变压器：它在配电网中起到电压变换的作用，确保电能能够以合适的电压等级传输和分配。代码里会涉及到对变压器变比等参数的调整与计算，以满足不同节点的电压需求。

# 定义变压器的变比 transformer_ratio = 10 / 0.4 # 高压侧10kV，低压侧0.4kV # 根据输入电压计算输出电压 def calculate_transformer_output_voltage(input_voltage): output_voltage = input_voltage / transformer_ratio return output_voltage

电容：主要用于无功补偿，改善配电网的功率因数，减少电能损耗。代码中会对电容的投切策略进行详细的编写，以达到最优的无功补偿效果。

# 定义电容的容量 capacitor_capacity = 50 # 单位：kvar # 根据无功需求判断是否投入电容 def decide_capacitor_switching(reactive_power_demand): if reactive_power_demand > capacitor_capacity: return True # 投入电容 else: return False # 不投入电容

三、目标函数

调压总成本：包括设备的运行成本、维护成本等。在代码里，会根据设备的使用时间、功率等因素来计算成本。

# 假设变压器每kW·h的运行成本为0.1元 transformer_operating_cost_per_kwh = 0.1 # 计算变压器的运行成本 def calculate_transformer_operating_cost(power, hours): cost = power * hours * transformer_operating_cost_per_kwh return cost

电压稳定性：保证配电网各节点电压在允许范围内，这对于电力设备的正常运行至关重要。代码中会通过复杂的潮流计算来评估和维持电压稳定性。
网损：降低电能在传输过程中的损耗，提高能源利用效率。代码里会通过优化设备的运行状态和功率分配来降低网损。

四、求解算法 - 小生境粒子群算法

我们采用改进多目标粒子群算法，也就是小生境粒子群算法来高效求解上述问题。与传统粒子群算法相比，小生境粒子群算法能够更好地保持种群的多样性，避免算法陷入局部最优解。在代码实现上，它通过对粒子的位置和速度进行独特的更新操作来实现这一目标。

# 定义粒子的类 class Particle: def __init__(self, position): self.position = position self.velocity = [0] * len(position) self.pbest_position = position self.pbest_fitness = float('inf') def update_velocity(self, gbest_position, w, c1, c2): r1 = [random.random() for _ in range(len(self.position))] r2 = [random.random() for _ in range(len(self.position))] for i in range(len(self.position)): self.velocity[i] = w * self.velocity[i] + c1 * r1[i] * (self.pbest_position[i] - self.position[i]) + c2 * r2[i] * (gbest_position[i] - self.position[i]) def update_position(self): for i in range(len(self.position)): self.position[i] += self.velocity[i]