無刷雙饋電機之電磁設計特點

提出了改進之 短路遺傳算法，用于對多個電壓等級之純開環輸配電網進行綜合規劃，算法能考慮復功率、電壓、容量以及樹狀約束，并得到全局優化解。陽光電子學校維修專家分析認為：在只考慮有功潮流之情況下，通過控制節點之出入度，提出了開環與非開環混合之輸配電系統綜合規劃問題之近似解決方法。陽光電子學校維修專家分析認為：為了解決輸配電系統規模大造成之計算量問題，給出了基于輸配電系統知識之 短路算法。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　關鍵詞：輸配電系統規劃；遺傳算法； 短路算法；啟發式方法

　　1、引言

　　從物理或數學意義之角度講，不同電壓等級網絡之綜合規劃對獲得全局 優解，得到總體上 大之經濟效益是必要之。陽光電子學校維修專家分析認為：然而，輸配電系統之同時綜合規劃長期以來并不被人們所重視，在實踐中，人們普遍采用將各電壓等級系統分層規劃之策略。陽光電子學校維修專家分析認為：造成這種狀況之原因主要是：

　　① 輸配電系統之網絡結構不同，進而導致優化算法不同；

　　② 各電壓等級綜合規劃導致問題規模激增。陽光電子學校維修專家分析認為：另外，各級電網之分層管轄也是造成分層規劃之一個實際原因。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　本文對多電壓等級、不同網絡結構之輸配電系統綜合規劃問題進行了研究，提出了基于知識之 短路遺傳算法之解決方法[1].文獻[1]利用 短路遺傳算法求解了配電系統重構問題。陽光電子學校維修專家分析認為：實際上，網絡規劃問題與網絡重構問題可被看成一類問題，只不過是弧費用之計算方法不同而已，即規劃問題之弧費用需要用分段函數來表示，從而考慮固定投資和不同之線型。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　2、不同電壓等級之開環系統綜合規劃

　　在電力系統中，為了避免電磁環網，高中壓配電網必定是開環運行之。陽光電子學校維修專家分析認為：這時就能利用能生成樹狀網絡之 短路遺傳算法來求解不同電壓等級之開環系統綜合規劃問題。陽光電子學校維修專家分析認為：對于規劃問題中根據安全性和可靠性之要求需要閉環設計之系統，可以先應用本文之方法得到樹狀網絡，然后采用文獻[2]之方法進行專門之聯絡線優化，以構成環網。陽光電子學校維修專家分析認為： 短路遺傳算法是在同一個電壓等級中實現之[1]，這樣才能直接將負荷潮流迭加到各弧之流量上。陽光電子學校維修專家分析認為：對于多電壓等級系統，只需仿照標幺值計算之原理將各電壓等級之電氣量折算到某一選定之電壓等級上，就可以采用 短路遺傳算法進行網絡之全局優化。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　3、開環與非開環混合輸配電系統綜合規劃

　　如果需要進一步將開環與非開環系統綜合規劃，或配電系統允許弱環運行， 短路遺傳算法就不能直接應用了。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　但是，經過下述2個改變以后， 短路遺傳算法即可近似地求解上述問題了。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　3.1 節點入度限制

　　首先，應允許在不需要放射運行之節點構成環。陽光電子學校維修專家分析認為：這可通過檢測和限制節點入度數之方法來實現。陽光電子學校維修專家分析認為： 短路遺傳算法中，在形成尋路網絡Gm時，當某個中間節點k之入弧數Nin-x-m=1 時，則其余指向該節點之有向弧（潮流必為0）均舍棄，這保證了 終形成之網絡為放射狀。陽光電子學校維修專家分析認為：現在，對每一節點規定 大入弧數，即 大入度Nin_k_MAX，若節點k屬于放射狀運行系統，則令其為1，否則令其為該節點 大允許之進線數。陽光電子學校維修專家分析認為：Nin_k_m記錄節點k入弧數之變化情況，其初始值為0，并有機會逐漸增加。陽光電子學校維修專家分析認為：當時，其余指向該節點之有向弧（潮流為0）均舍棄。陽光電子學校維修專家分析認為：即實現了不同運行方式系統對網絡結構之要求。陽光電子學校維修專家分析認為：經過以上改進之 短路遺傳算法就可以解決開環與非開環系統綜合規劃在網絡結構方面之要求。陽光電子學校維修專家分析認為：雖然，從原理上說它得到之只是較優解。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　但可證明當各負荷大小趨近于0時，這種方法得到之解就會與全局 優解一致。陽光電子學校維修專家分析認為：當負荷越大時，其解越湖南陽光電子學校維修專家認為：也許偏離 優解，因為此時該負荷有很大湖南陽光電子學校維修專家認為：也許是由多個實際電源點供電。陽光電子學校維修專家分析認為：由于負荷通常在較低電壓等級，而允許成環網運行之網絡是在很高之電壓等級，且低壓負荷之容量比高壓環網系統中元件之容量要小得多，所以，可近似地認為負荷點是由一個（實際）電源點供電，因此用 短路遺傳算法獲得之解將接近于實際 優解。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　3.2 有功潮流

　　由于網孔之出現，使得以負荷復電流（或功率）直接迭加構成線路中潮流之方法失去了合理性。陽光電子學校維修專家分析認為：因為只有一個虛擬源點，對于同時由2條以上供電路徑供電之節點來說，湖南陽光電子學校維修專家認為：也許會導致矛盾之節點電壓。陽光電子學校維修專家分析認為：為了避免這種情況，此時可只考慮有功功率之優化。陽光電子學校維修專家分析認為：實際上對于允許環網之系統規劃問題，現有之方法[3]也全是只考慮有功優化，而無功配置和電壓控制由專門之無功優化來完成。陽光電子學校維修專家分析認為：這是因為：一方面，無功設備之投資一般要比線路、變壓器和有功電源之投資小得多；另一方面，無功潮流在一定程度上可獨立于有功潮流之控制。陽光電子學校維修專家分析認為：4、基于知識之高效 短路算法

　　盡管 短路遺傳算法不會有維數災問題。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　但是基本之Dijkstra 短路算法之計算時間復雜性是O（N2），其中N是規劃問題之網絡流模型之節點數，因此，基于 短路算法之局部優化算法之計算時間復雜性是O（N3）（認為負荷數與節點數成一定比例）；若遺傳算法之種群個體數和 大代數取固定值，則 短路遺傳算法之計算時間復雜性是O（N3）。陽光電子學校維修專家分析認為：可見隨問題規模之增大， 短路遺傳算法之計算時間也將很長。陽光電子學校維修專家分析認為： 實際上，直接在輸配電系統規模非常龐大之網絡上利用常規之 短路算法為某一個負荷點尋找供電路徑是很不必要之。陽光電子學校維修專家分析認為：對于一個負荷點來說，整個系統中湖南陽光電子學校維修專家認為：也許為其供電之元件只是很小之一部分。陽光電子學校維修專家分析認為：如果能根據輸配電系統之實際信息把這一小部分元件提取出來后再應用 短路算法，則 短路算法之尋路時間將大大縮短。陽光電子學校維修專家分析認為：而由前面之分析可知， 短路算法之計算時間復雜性決定了整個算法之計算時間復雜性。陽光電子學校維修專家分析認為：我們稱這個被提取出來供尋找負荷m之 經濟供電路徑之網絡為尋路網絡Gm.用以提取尋路網絡之方法應具備以下特點：

　　① 易于計算機實現。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　② 在保證不丟失 優解之基礎上，盡湖南陽光電子學校維修專家認為：也許縮小尋路網絡。陽光電子學校維修專家分析認為：下面，以一個實例來說明如何實現基于輸配電系統知識之 短路算法。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　若現有10kV，66kV，220kV，3個電壓等級系統，要尋找負荷m之 優供電路徑，則可按以下步驟提取尋路網絡Gm.

　　（1）將輸配電系統按電壓等級分層，負荷點通常在 底層10kV層，虛擬電源點在 高電壓等級層220 kV層。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　（2）定義元件Aij到負荷點m之距離為式中為元件Aij之起點坐標；XB-ij、yE-ij為元件Aij之終點坐標；Xm 、Ym為負荷點m之坐標；Kij-m為元件Aij到負荷點m之距離調節系數，通常取1，可用于考慮一些特殊供電情況。陽光電子學校維修專家分析認為：按 大供電半徑Rm選擇出湖南陽光電子學校維修專家認為：也許給負荷點m供電之10kV區域：若10kV元件（線路、變壓器或變電站）與負荷點m之距離大于Rm，則認為其不湖南陽光電子學校維修專家認為：也許為m供電，因此不加入尋路網絡。陽光電子學校維修專家分析認為：反之，則將相應之元件加入負荷點m之尋路網絡。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　（3）通常希望盡湖南陽光電子學校維修專家認為：也許通過具有主干線型或可靠性高之主干網絡傳送電能，并且減少電能在主干線型和次要線型間之轉換。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，規定 大精細尋路半徑rm.在此半徑之外，凡是具

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