基于改进AOA算法的城市电网无功补偿设备优化配置方法

doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2025.06.007

摘要/Abstract

摘要： 摘要：随着城市电网轨道交通和新能源的大量接入，导致城市电网有功、无功倒送严重，造成城市电网电压越限频繁，给电网的安全稳定运行带来重大隐患。本文提出一种基于改进算术优化算法的城市电网无功补偿设备优化配置方法。首先，利用无功电压灵敏度指标和局部电压稳定指标构建电压稳定综合度指标，并以此确定电网无功补偿点位置；其次，提出了综合考虑网络有功损耗、电压偏差和设备投资成本的多目标无功补偿设备容量优化策略，结合层次分析法配置各目标函数权重系数得到综合评价指标；在传统算术优化算法（Arithmetic Optimization Algorithm， AOA）的基础上引入Kent混沌映射、复合摆线法、麻雀精英变异和柯西变异等改进措施，提升算法收敛速度和精度；最后，利用改进算术优化算法进行无功补偿设备优化配置求解。本文以IEEE30节点为仿真算力进行分析，实验结果表明了本文方法的有效性和合理性，能够提升城市电网无功补偿设备配置的合理性。

关键词: 关键词：城市电网, 无功规划, 电压稳定综合指标, 层次分析法, 改进算术优化算法

Abstract: Abstract: With the mass access of rail transit and new energy in urban power grid， the active and reactive power transmission of urban power grid is serious， resulting in frequent voltage exceedance of urban power grid， and bringing major hidden dangers to the safe and stable operation of power grid. This paper presents an optimal allocation method of reactive power compensation equipment in urban power grid based on improved arithmetic optimization algorithm. Firstly， a comprehensive index of voltage stability is constructed by using reactive voltage sensitivity index and local voltage stability index to determine the position of reactive power compensation points. Secondly， the capacity optimization strategy of multi-objective reactive power compensation equipment is proposed， which takes into account the network active power loss， voltage deviation and equipment investment cost. Based on the traditional Arithmetic Optimization Algorithm （AOA）， improvements such as Kent chaos mapping， compound cycloidal method， Sparrow elite variation and Cauchy variation were introduced to improve the convergence speed and accuracy of the algorithm. Finally， an improved arithmetic optimization algorithm is used to solve the optimal configuration of reactive power compensation equipment. In this paper， IEEE30 nodes are used as simulation computing power for analysis， and the experimental results verify the effectiveness and rationality of the proposed method， which can improve the rationality of reactive power compensation equipment allocation in urban power grids.

Key words: Key words: urban power system, reactive power planning, comprehensive voltage stability index, analytic hierarchy process, improved arithmetic optimization algorithm

中图分类号:

TM732

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