电压均衡控制范文（精选5篇）

电压均衡控制 第1篇

电池组均面临着充放过程中单体电池之间电压不均衡问题, 此时电池组寿命会受到严重的影响, 而新型的电动交通工具其数量不断飙升, 通过电池管理技术延长电池寿命在经济和环境方面都有很高价值。本文提出了以性能较好的磷酸铁锂电池为研究对象, 在分析其工作特性的基础上提出了通过储能电感来实现串联电池组动态电压控制的目的。得到了仿真波形并给出了相应的实验分析, 验证了该方案的可行性。

1 电池的充放电特性

单体电池的使用寿命往往比串联电池组的使用寿命长几倍甚至数十倍, 其原因是各体之间电压不一致造成的, 电压不均衡的原因主要有以下几个方面: (1) 制造工艺。 (2) 使用过程中的温升问题。 (3) 单体容量差问题。 (4) 充放电过程中导致的单体电压不均衡问题。前三个方面属于制作工艺方面的问题, 第四个原因才是本文应解决的突破口。

1. 1 充电特性

充电电池合理的充电过程是保证电池使用寿命的重要手段, 磷酸铁锂动力电池的循环使用寿命达到2 000 次以上, 同质量的铅酸电池寿命大约1 ~ 1. 5 年时间, 而磷酸铁锂电池在同样条件下大约可使用7 ~ 8 年, 性价比与铅酸电池相比优势明显。

磷酸铁锂电池充电过程分为预充阶段、恒流充电阶段和恒压充电阶段。因为在电池充电时单体电池的端电压是低于放电终止时的电压, 刚开始充电阶段一般先采用小电流充电的方式减小对电池的损害, 当单体电压到达放电终止电压时, 将采用恒流值将端电压充至恒压点, 最后进入恒压充电模式。

1. 2 放电特性

在不同的放电条件下, 放电特性曲线会有很大的不同, 一般大的放电电流会使得电池极化变得更加严重, 放电容量也相应减小, 不过静态电压基本不受影响。在不同温度下放电若以25℃ 时放电容量为基准, - 20℃ 时其放电容量是常温放电状态时的80% 左右, 而55℃ 时磷酸铁锂电池性能最优放电容量与25℃ 时相比增加2% 左右。

2 电压均衡整体思路

电池组由多个单体电池串联构成, 而相邻的两电池单体由于自身特性和外部环境的差别, 两两相邻的单体之间不可能做到完全同一均衡的电压, 在磷酸铁锂电池充放电特性分析的基础上, 通过在两两单体间加入一个易控、便宜的均衡电路, 即1个由n个单体构成的电池组需要加入n - 1 个均衡模块来实现电压均衡的目标, 通过储能电感来保证能量能够在相邻单体间转移, 高电压单体能量向低电压单体转移, 以达到电压均衡的目的。根据功能要求, 该电路基本分为采集电路模块、PWM输出、驱动电路和均衡电路四个部分。

首先将所有电池及其均衡模块依次排序, 并将所有的模块分为两组。一、二组同时运行, 相邻的电池单体的电压处在不停的比较状态中。

相邻的两个单体开关器件的通断用PWM控制, 若B2 和B3 之间的电池单体电压高于B3 和B4 之间的电压, 则Q3 导通Q4 关断, B2B3 之间电池的能量经由Q3 储存到电感L4 ; 相反同理。通过控制占空比来控制电感中能量的储放, 当B2 和B3间电压髙时, 此时Q3 关断且L4 中储存着能量, L4 通过D4 将其中存储的能量转移到B3、B4 之间电池单体上。

相邻开关管是P沟道和N沟道交替连接, 相邻两开关管的PWM控制驱动信号分别采用同相和反向输出缓冲器来驱动。相邻的单体电池之间通过储能电感来实现能量双向流动达到电压均衡的目的, 随着电子技术的发展开关频率已经非常高, 能量转移速度有保障, 均衡的灵敏度高。

3 结果分析

根据本文单体电压均衡的思路, 仿真模块中用到了3 个储能电感, 6 个稳压电容和6 个MOSFET管。4 节单体电池的初始电压分别为3. 0V、2. 9V、3. 1V和3. 0V。根据前面对于均衡电路原理的分析、对各模块的认识及对主要器件已设定好的具体数值搭建好仿真电路模块后, 开始进行仿真并得到仿真结果: 在充电过程中4 个单体的电压均呈现出上升趋势, 但上升速度有所区别, 2 号单体初始电压最低充电过程中上升速度最快, 3 号上升速度最慢, 经过相同的时间后电压到达相同数值, 这说明电压均衡电路起到了很好的电压均衡作用。

4 结语

本文提出了一种基于电感的低损耗锂离子电池电压均衡方案, 可以对已有的串联电池组模块进行级联, 这对日益出现的大功率用电设备有很大的帮助和很强的实用性, 该方案很好地解决了串联电池组中单体电压在充电过程中的电压不一致而导致的电池寿命减小的问题。同样也适合放电过程的电压均衡, 在放电过程中能将电压不同的单体电压稳定在同一水平。串联电池组可以提供更大的供电电压, 且加入该电池管理系统以后, 电池寿命可得到明显增长, 在今后的电动交通工具领域有很高的市场前景。

摘要：电池因单体容量有限常需要将多个单体串联使用, 这就涉及到在充放电过程中单体电池之间电压不均衡问题, 故在电池组中加入电池管理系统十分必要。以磷酸铁锂为例, 介绍了一种通过储能电感来实现串联电池组动态电压控制的方法。

关键词：单体容量,充放电,电池管理

参考文献

[1]陈晶晶.串联锂离子电池组均衡电路的研究[D].杭州:浙江大学, 2008.

电力系统电压调整与无功控制 第2篇

摘要：电能质量的好坏与电压有密切关系，只有高质量的电能，才能保证电网和用户的安全。要使人们获得良好的用电体验，就必须保证电网始终处于良好的运作状态，采用科学的方法控制电能损失。鉴于此，本文对无功补偿的作用及主要方法进行了深入的研究和探讨。随着社会的发展，用户对电能质量的要求越来越高。从电压调整的必要性、电压调整的措施、不同时段电压调整的方法几个方面进行论述，以便更好地服务社会发展。

关键词：电压调整 电能质量 无功控制 电力系统

电压质量是衡量电能的主要质量指标之一。电压质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响，无功则是影响电压的一个重要因素。解决好电网无功补偿的问题，优化无功，对电网的安全性和降损节能有着重要的意义。

一、电力系统电压调整的必要性

电能质量直接决定了电压的稳定性，不符合质量标准的电压会损坏电网，影响用户的用电体验。

1.1 电网电压偏低

造成电网电压过低的原因。相关部门没有意识到养护维护无功补偿设备的重要性，或是不经常使用这些设备，这是造成这一现象的原因所在;除了人为因素之外，未按要求接电网线，或是随意放置变压器分接头，负荷功率因数偏高或是偏低，没有及时解决电力设备故障等，都是导致电网电压过低的原因。电网电压偏低的.危害。电网电压过低造成的影响。在电压稳定的情况下，发电机的电流是一定的，如果发电机在系统电压变低的情况下，依然要保持正常运作状态的话，其定子电流和功率角都会变大，换言之，发电机的定子电流与功率角呈正相关关系。

1.2 电网电压偏高

在科学技术和社会经济发展到一定高度的今天，超高压电网内接入的大容量机组越来越多，电网线路的充电功率得到了大幅度的提升，导致超高压电网(200千伏～500千伏)出现了无功过剩的现象，进而使电压逐渐升高。在高压状态下，一般照明灯的寿命会大大降低，甚至直接报废;每增加百分之五的电压，电子设备的电子阴极的寿命就会降低百分之五十。

二、造成电压不稳的原因

造成电压不稳的原因相当复杂，比较主要的原因有：

(1)网络阻抗因少数设备的退出而发生明显的变化。

(2)受政策、气候、环境因素的影响而时常出现波动。

(3)网络阻抗以及功率分布因接线方式发生变化而出现巨变。

三、不同时段电压调整

电网平时的电压调整。大多数时候，我们是可以根据某种规律来调整电压的。如果要增加电压，通常要先增加电压不足地区的无功设备，在增设电容器时，一定要按照由低到高的顺序，而且要以主电网为终点。相反地，如果要调低电压，则应该先对中枢点和电网电厂的电压进行调节，其次才是地区，倘若调节效果不理想的话，则要移除无功补偿设备，移除顺序与增加顺序相反。

电压无功优化控制系统研究 第3篇

【关键词】计算机技术；电压无功；自动化；应用

1.自动控制系统的结构

1.1调压方式

无功优化控制系统设计在设置母线电压限定范围后，自动对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压值进行适当调整，以保证在合格范围内的电压满足逆调压方式。当电压超出额定范围时，则与同级和上级变电所的电压进行比较，然后判断出应该调节同级还是上级变电所的主变档位。

1.2调整策略

电压无功优化自动控制包含两个方面，分别是电压优化和无功优化：

1.2.1电压优化

当母线电压超上限时，首先下调主变的档位，当不能满足要求时才切除电容器；当母线电压超下限时，首先投入电容器，当不能满足要求时再上调主变档位，总之要确保电容器最合理的投入。

1.2.2无功优化

当系统电压保持在限定范围内后，通过系统的自动控制，决定各级变电所电容器的先后投入，使得无功功率的流向最平衡，最能提高功率因数。

2.自动化数据采集、计算和传输

作为一个自动控制系统，全面的数据采集是整个控制过程最关键的一部，其采集数据的精度和安全直接影响整个系统的精度和安全。一个完善的无功优化自动控制系统应该能实时自动的从调度中心、各监控站采集电网电压、功率、主变档位、电容器运行状态等数据并能确保当遥测遥信值不变时不与SCADA系统进行数据传输，减少系统资源占用。

在采集到实时数据后，过往的自动控制系统都是通过“专家系统”对数学模型进行简化和分解，然后利用潮流计算和专家系统等方法进行求解。随着自动化技术的高速发展，自动控制系统能够突破优化计算难于寻找工程解的难题，采用模糊控制的算法，充分考虑谐波，功率因数摆动，电压波动和事故闭锁等因素，通过一系列精密芯片的配合计算出使电网电能损耗最小的变压器档位、电容器投入量和电网最优运行电压以供控制部件执行。

系统在数据传输上使用只与内存交互数据而不存取硬盘的内存数据库技术，既提高了数据的存取速度，又节省了硬盘使用。为了提高传输效率，系统还会根据传输数据的类型和要求的不同，自动采用不同的传输协议：使用TCP/IP协议传输大量的重要数据，使用UDP协议传输少量的广播数据。在数据传输准确度方面，子站在接受到数据后会自动向主站发送反校信号，以验证所受数据的准确性。

3.系统的自动控制

电压无功优化控制的基本过程如下：首先是主站控制系统进行电压无功计算，然后把计算得到的各级变电所的功率因数、电压的区域无功定值结果通过光纤通道传达至各级变电所的电压无功控制系统。各级变电所的控制系统周期性的把本站的功率因数、电压和接收到的定值结果比较，以判断是否越限。

为了保证电网损耗最低，主站的控制系统要不断跟紧电网运行方式的变化，随时计算出最新的区域无功定值结果并传达至各级变电所的电压无功控制系统。由于主站的控制系统计算最初的区域无功定值时需要一定的时间，这就会造成各级变电所从启动控制系统至接收到第一个信号间有一个时间段，系统定义这段时间内的定值是按照本地系统运行的。

当主站系统遇到特殊情况（如有影响电网拓扑结构的遥信变位发生）时，能够即时撤销子站控制系统当前正在执行的区域无功定值。子站控制系统即以本地无功定值运行，待再次受到主站重新计算的定值时才转以新定值运行。子站控制系统实时监视主站的定值下传通道是否正常，通信异常时，立即改为执行本地定值，直至通道恢复正常。

4.系统自动化的安全保证

目前国内的一些系统仅仅只做到了一层闭环控制，安全可靠性根本无法保证。而随着自动化技术的发展，最新的系统则是采用主站和子站同时的双层实时闭环反馈控制结构。实验证明由于采用了双层实时闭环反馈控制结构，当运行中发生用户定义的需要闭锁的异常事件时，控制系统能够立即执行闭锁，符合电网结构和调度运行特点，适合各种大小电网的安全可靠运行，能更有利地保证提高电网的电能质量，其具体的安全策略如下：

自动估算电网电压，使电容器平稳投切，避免出现振荡；自动估算电压调节后的无功变化量，使主变档位平稳调整，避免出现振荡。

当需要调节的变电所的主变并联运行时，为了避免出现其中一台主变频繁调节的情况，首先调节据动率较高的那台主变的档位。应对于主变和电容器出现的异常情况，系统能够自动减少主变档位调整次数，使设备寿命增加，电网安全得到保证。当遭遇设备异常时，系统自动闭锁，而且必须人工手动来解除封锁。具体的异常情况有：电容器或主变档位异常变位；系统需要采集的数据异常；系统数据不刷新。特别的当发生10kV单相接地时，系统自动闭锁电容器的投切。为避免采集到的数据不准确，系统采用同时判断遥测数据和遥信数据的方式，提高了采集数据的准度。

5.结论

电压无功优化自动控制装置由大量的数据采集、数据计算、数据传输、数据控制、程序执行元件组成，通过一系列自动化技术将其功能整合在一起，因此，了解电压无功优化自动控制中的自动化原理对于研究电压无功优化自动控制有着十分重要的作用。本文通过对电压无功优化控制系统的浅要介绍，分析了其包含的自动化技术，从一个侧面反映了我国电力系统自动化科技的发展，也展现了电力行业专业人才的卓越才能。本文对电压无功优化控制系统从设计思想，系统构成方面进行的论述，可作电力专业的教辅材料，也可供电压无功优化控制装置设计和运行参考。

【参考文献】

[1]郑爱霞，张建华，李铭，李来福，吴强.地区电网电压无功优化控制系统设计及运行[J].江苏电机工程，2004，23（1）：32-35.

[2]许杏桃.地区电网无功电压优化运行与安全控制[J].江苏电机工程，2004，23（1）：29-31.

[3]滕福生.电力系统的调度自动化和能量管理系统[M].成都：成都科技大学出版社，1994.

电压均衡控制 第4篇

关键词：二极管箝位型多电平逆变器,电容电压平衡,均衡电容,电荷刷新

1概述

由于具有输出波形谐波含量低, 开关器件承受的电压应力小等优点, 多电平逆变器已经成为当今电力电子和电力传动技术的研究热点[1,2,3]。多电平逆变器主要有三种基本结构:级联式 (cascade H-bridge multi-level inverter, CHMLI) 、飞跨电容式 (flying capacitor multi-level inverter, FCMLI) 和二极管箝位式 (diode-clamped multi-level inverter, DCMLI) , 其中DCMLI电路相对简单, 应用最为广泛。DCMLI电路存在的主要问题是电容电压的不平衡[4,5], 包括两个方面:电容电压的波动和电容电压的偏移。电压的波动是指一个周期内电压瞬时值发生变化但平均值不变;电压偏移是指电压平均值发生变化, 二者通常同时发生。电容电压波动过大, 可能会造成某些功率管承受过高的电压而损毁, 但通过选择较大容量的电容, 可以使其得到抑制。相对而言, 电容电压偏移危害更大。因为偏移的累积效应, 最终可能造成多电平电路的崩溃, 即使采用大容量的电容也无济于事。平衡电容电压可以从硬件电路和控制算法两方面着手。硬件电路方面目前主要有两种方法:采用多个独立直流电源, 或外加电压补偿电路向中点注入或抽取电流来均衡电容电压。这两种方法需要增加太多的设备, 很难实用。通过改进控制策略来平衡电容电压无需增添硬件设备, 具有较强的经济优势, 因而成了目前研究的热点, 也取得了一些成果, 其中最重要的是基于虚拟空间矢量的方法。但是这种方法的缺点也是很明显的:对于高于三电平的逆变器几乎很难找到有效的控制方法。本文提出了一种新颖的电容电压平衡拓扑, 这种电路所需添加的硬件设备较少, 控制方法简单, 适用于任意电平的逆变器。仿真运行验证了该方法的可行性。

2基于电荷刷新的电容电压平衡控制

2.1电容电压失衡的原因

宏观上看, DCMLI电路电容电压之所以会失去平衡, 主要是由于各箝位电容工作状态不均衡所致。如果每一个箝位电容在一个周期内的能够遍历所有工作状态, 则电容平均电压总会维持平衡, 不会产生偏移;当周期足够短时, 电容电压的波动也会得到抑制。在进行空间矢量调制时, 冗余矢量实际上就是保证所有箝位电容工作状态均衡的一种可能的选择, 但可惜只有最底层的小矢量才具有足够的冗余数, 能够让所有箝位电容在同一状态下轮流一遍;其他矢量无法保证箝位电容的遍历性。这也是在高调制比以及电平数较高的情况下单纯依靠控制算法难以均衡电容电压的根本原因。换一个角度看, 对于电容量相同的箝位电容, 当电压不相等时, 意味着电容上的电荷量也不相等, 电压高的电容电荷量大。如果能够及时对电容电荷进行刷新, 将电压高的电容上多余的电荷补充到电压低的电容上, 动态维持箝位电容电荷量的相等, 将会保证电容电压的平衡。

2.2电荷刷新电路及工作原理

基于上述思想的电路拓扑 (以3电平为例) 如图1所示。

图1中虚线所示部分即为电荷刷新电路, 由一个均衡电容和几个相应的切换开关组成。电容规格与箝位电容相同, 开关数量为箝位电容数量的2倍。为使电荷能够双向流动, 开关实际电路如图2所示。

图1中四个切换开关的控制信号如图3所示。可见开关S1与S3同步, S2与S4同步, 而S1与S2互斥。一个采样周期T内, 在切换开关的作用下, 均衡电容轮换与箝位电容接通, 充当电荷“搬运工”的角色, 不断刷新箝位电容的电荷, 保持电荷的动态平衡, 从而维持电压的平衡。当采样周期足够小时, 电容电压的波动将会很小。

均衡电容与箝位电容轮换接通的频率越高, 电容电压的平衡程度也越高, 因此, 在条件允许的情况下, 应尽可能提高切换开关的频率, 其下限是要保证在一个采样周期T内, 均衡电容与所有箝位电容各接通一次。

当逆变器电平数增加时, 均衡电容仍只需一个, 切换开关数量会同比增加。四电平逆变器需要6个切换开关 (包括6个功率管, 24个二极管) , 五电平逆变器需要8个切换开关 (8个功率管, 32各二极管) 。总的来看, 增添的硬件设备数量不算太多, 实际应用尚可接受受。。

从从控控制制角角度度来来看看, 不管电平数是多少, 切换开关的控制都很简单单单, , , 只只只需需需保保保证证证均均均衡衡衡电容在一个采样周期内至少与箝位电容轮换接通一次即可。无需检测电流, 也不会影响到电压参考矢量的合成, 因此这这这一一一电电电路路路具具具有有有一一一定定的应用价值。

3仿真验证

为验证前述电路的正确性, 对三电平的DCMLI电路进行了仿真实验。

图4~图7是三电平DCMLI在低功率因数负载下的对比实验结果, 仿真条件:直流母线电压100V, 箝位电容和均衡助电容为1000u F, 采用空间矢量调制, 调制度取最大1.15, 采样周期0.3ms, 负载功率因数0.03, 为考察平衡电路的有效性, 特意设置两个箝位电容的初始值分别为60V和40V。图4、图5是未加平衡控制时的电容电压及线电压波形, 图6、图7是平衡之后的对应波形。

图4表明, 在低功率因数下, 如果不施加平衡控制, 箝位电容的电压会围绕初始值产生较大的波动, 虽然电压偏移较小, 但由于波动幅度较大, 线电压波形产生了较大的畸变 (见图5) , 施加平衡控制之后, 箝位电容电压的波动很小, 而且从不平衡的初始电压60V和40V变为均衡的各50V (图6) , 线电压也恢复了正常 (图7) , 可见均衡电路发挥了较强的调节作用。

图8~图11是上述电路在高功率因数下的仿真结果。除负载功率因数变为0.95以外, 其他条件不变。可以看出, 与低功率因数时相比, 未加平衡控制的箝位电容电压不仅有波动, 还产生了偏移 (图8) , 在较短的时间内, 分别从60V和40V, 偏移至70V和30V。显然长期运行将会造成多电平的崩溃。采取平衡控制后, 电压恢复了正常 (图10) 。

4结论

本文提出了一种通过电荷刷新来平衡DCMLI电容电压的新方法, 利用一个均衡电容轮流与箝位电容接通, 实时刷新箝位电容上的电荷, 保持各电容上电荷的动态平衡, 从而维持电压的均衡。该方法所需硬件设备少, 控制方法简便可靠, 适用于任意电平, 具有一定的应用价值。仿真研究证明了该方法的正确性。

参考文献

[1]Nabae A, Takahashi I, Akagi H.A new neutral-pointclamped PWM Inverter[J].IEEE Trans.on Industry Application, 1981, 17 (5) :518-523.

[2]Tulbert L M, Peng F Z.Multilevel converters for large electric drives[J].IEEE Trans.on Ind.Appl., 1999, 35 (l) :36-42.

[3]RAO Jianye, LI Yongdong.Investigation of control method for a new hybrid cascaded multilevel inverter[C]//33th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, Taipei:IEEE, 2007:1227-1232.

[4].王广柱.二极管钳位式多电平逆变器直流侧电容电压不均衡机理的研究[J].中国电机工程学报, 2002, 22 (12) :111-117.Wang Guangzhu.Mechanism of DC bus voltage unbalance in diode-clamped multilevel inverters[J].Proceedings of the CSEE, 2002, 22 (12) :111-117.

电压均衡控制 第5篇

摘要：配电网优化控制方法在理论上有许多控制方法，但是在实际应用过程中，因为有许多不确定因素，简化了约束条件，并进行综合考虑，从而实现优化运行的目的。本文在配电自动化的基础上进一步阐述配电网优化控制的方法。

关键词：配电网;优化控制;方法

一、配电自动化

配电自动化系统的功能基本有5个方面即配电 SCADA、故障管理、负荷管理、自动绘图规范设理，地理信息系统(AM/FM/CIS)和配电网高级应用。

同输电网的调度自动化系统一样，配电网的SCADA也是配电自动化的基础，只是数据采集的内容不一样，目的也不一样，配电SCADA针对变电站以下的配电网络和用户，目的是为DA/DMS提供基础数据。但是，仅仅是配电 SCADA的三遥功能，并不能称为配电自动化系统，必须在配电SCADA基础上增加馈线自动化(FA)功能。馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。配网故障诊断是一个复杂的问题，根据配网实际情况和故障情况的差别，诊断的步骤与方法不同。诊断方案应适用于单相接地故障、相一相故障、相一相接地故障和三相故障。使用范围为中性点不接地或小电流接地系统。为了完成DA的功能，配电SCADA除了可以采集正常情况下的馈线状态量，还应对故障期间的馈线状态进行准确的捕捉;除可进行人工远程控制，还应对馈线设备进行自动控制，以便实现故障的自动隔离和自动恢复。

二、配电网优化控制方法

为了降低预想事故集中的扰动带来的损失，减少事故后的操作代价，使系统从不安全状态回到正常状态，所采取的一系列控制措施。如果系统进入紧急状态，此时进行的防止事故扩大的操作称为紧急控制，使系统进入待恢复状态。对处于待恢复状态的系统，需要采取负荷转供和负荷切除等手段，以尽快的给尽可能多的失电负荷恢复电能供应。本文将重点讨论恢复控制中的网络重构、电容器投切以及相关的综合优化方法。

1、配电网网络重构

配电网网络重构是通过选择分段开关、联络断路器的开合状态，来改变网络的拓扑结构，以达到减少网损、平衡负荷、提高电压质量、实现最佳运行方式的目的。网络重构是一个比较复杂的问题，它是网络结构的优化，从数学模型来看，属于非线性组合优化问题。如果系统的网架结构和电气状况允许，对每一个单重故障，将可以找到多个可行的转供方案，方案越多，一则可以粗略的认为该系统的网架结构越坚强。

在树枝没有联络断路器存在的配电网中是不存在重构问题的，所以配电网络重构理论的推导都是基于配电网具有环形结构开环运行的网络。在配电网中存在大量的常闭分段断路器和少量的常开联络断路器，随着负荷的波动或者故障的原因，各条馈线在轻载与重载之间转换，配电网的结构允许其开合交换支路，平衡各条馈线之间的负荷，这不但可以增加各条馈线的稳定裕量，消除过载，提高其安全性，还可以提高总体的电压质量，降低网损，提高系统的经济性。

配电网重构是一个有约束的、非线性、整数组合优化问题，通常以网损最小为目标函数，以电压质量、线路变压器容量等为约束条件，目前配电网网络重构的算法有很多，诸如最短路径法、遗传算法、快算支路交换算法、穷举搜索法等，这些算法都在处理目标函数上，在不同的方面取得了一定的进展，但是考虑到网络重构在实际中仅是配网优化控制的一个方面，是在多目标决策下的一种优化，还需要受到其它优化目标的限制，所以这些网络重构算法在实际应用中还需要做一定的调整。

2、电容器的投切

电容器投切在一般的配电网优化中，主要作用就是改善电能质量和降低网损，电容器的投切对配电网的优化控制有着很重要的意义。长期以来，研究规划阶段电容器优化配置的文献比较多，对运行中电容器优化投切的研究还非常有限。后来许多学者就电容器的投切策略做了大量的研究，还有些学者针对配电网的模型进行了研究，并对相应的算法做了进一步改进。比如在中低压配电网中，三相负荷由于是随机变化的，且一般不平衡，但大多数对电容器优化投切的研究是建立在三相负荷平衡的假设条件上的。三相负荷不平衡会导致供电点三相电压、电流的不平衡，进而增加线路损耗，同时会对接在供电点上的电机运行产生不利影响。因此许多学者开始研究三相模型，其中有人提出了一种配电网中三相不平衡负荷的补偿方法，还有些文献利用三相负荷模型进行电容器优化投切的研究，取得了较好的效果。

就优化方法而言，不少文献和著作都介绍了各种各样的算法，具体可以分为两类：数学模型的解析算法和优化问题的人工智能算法。前者主要有非线性规划、线性规划、整数规划、混合整数规划和动态规划等算法;后者有人工神经元网络算法、遗传算法、模拟退火算法、Box算法和Tabu搜索法等现代启发式算法。解析算法迭代次数少，收敛速度快，但得到的往往是局部最优解。智能算法计算速度较慢，但在全局最优性方面较好。在实际应用中，采用解析类算法的相对多一点。

3、综合优化

如果将考虑安全性的网络重构和电容器投切结合起来，这就是计及安全性的配电网综合优化。配电网络重构是一个有约束的整数规划问题，配电网络电容器投切是个非线性整数规划问题，即使单独考虑其中一个问题就已经十分复杂，若将它们综合起来考虑就会更加复杂，网络结构的优化影响着电容器投切，电容器投切又反过来影响网络结构的优化，二者相互影响。对大规模配电网而言，有一种解决办法就是将综合优化问题分解成网络重构和电容器投切两个优化子问题，对这两个子问题进行交替迭代逐步逼近最优解。即在重构算法的.优化过程中所得到的每一个可行重构方案的基础上，加载电容器投切过程，得到基于该重构方案的一个综合优化解，然后依据目标函数交替迭代，向最优解不断逼近，直到获得最终可行方案。这种配电网预防控制的综合优化方法，由于所针对问题及求解过程的复杂性，使得在线应用具有一定的困难，一般用在离线的运行规划、安全性分析与调度当中。电容器采用基于遗传算法的投切方法进行计算，在现有的补偿设备基础上，以网损最小为目标，在满足电压约束前提下，使整个网络有功损耗最小。而网络重构通过仿真配电网潮流的计算和网损的评估，来对配电网进行重构，确定最优网络结构。若单纯以配电网的网损作为衡量指标，则只做电容器投切的算法效果最好，综合优化的次之，重构的效果相对最差，但是从配电网整体综合优化的角度来看，综合优化的方法则有可取之处，具体选择哪一种算法，需要根据实际配电网的运行情况来加以考量。

三、结束语

配电网优化控制方法在理论上已经有许多控制的方法，但在实际的应用过程中，由于存在着许多不确定因素，如环境因素、政府政策等，最优化的结果很可能是个综合、折衷的结果，而不是单个方面优化后的最佳结果。配电网的运行是多个指标的综合体现，在具体的操作中，可以考虑如何将这些约束条件进行简化处理，并进行综合考虑，从而达到配电网优化运行的目的。

参考文献：

1.李广河;地区电网无功电压集中优化控制系统的研究与实现[D];郑州大学;

2.邱军;电力系统无功电压就地控制研究[D];华中科技大学;

3.邢晓东;金华地区电压无功优化的研究[D];浙江大学;