無刷雙饋電機(jī)之電磁設(shè)計(jì)特點(diǎn)

提出了改進(jìn)之 短路遺傳算法，用于對多個(gè)電壓等級之純開環(huán)輸配電網(wǎng)進(jìn)行綜合規(guī)劃，算法能考慮復(fù)功率、電壓、容量以及樹狀約束，并得到全局優(yōu)化解。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在只考慮有功潮流之情況下，通過控制節(jié)點(diǎn)之出入度，提出了開環(huán)與非開環(huán)混合之輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題之近似解決方法。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：為了解決輸配電系統(tǒng)規(guī)模大造成之計(jì)算量問題，給出了基于輸配電系統(tǒng)知識之 短路算法。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　關(guān)鍵詞：輸配電系統(tǒng)規(guī)劃；遺傳算法； 短路算法；啟發(fā)式方法

　　1、引言

　　從物理或數(shù)學(xué)意義之角度講，不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)之綜合規(guī)劃對獲得全局 優(yōu)解，得到總體上 大之經(jīng)濟(jì)效益是必要之。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：然而，輸配電系統(tǒng)之同時(shí)綜合規(guī)劃長期以來并不被人們所重視，在實(shí)踐中，人們普遍采用將各電壓等級系統(tǒng)分層規(guī)劃之策略。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：造成這種狀況之原因主要是：

　　① 輸配電系統(tǒng)之網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同，進(jìn)而導(dǎo)致優(yōu)化算法不同；

　　② 各電壓等級綜合規(guī)劃導(dǎo)致問題規(guī)模激增。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：另外，各級電網(wǎng)之分層管轄也是造成分層規(guī)劃之一個(gè)實(shí)際原因。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　本文對多電壓等級、不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題進(jìn)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(xiàn)[1]利用 短路遺傳算法求解了配電系統(tǒng)重構(gòu)問題。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題可被看成一類問題，只不過是弧費(fèi)用之計(jì)算方法不同而已，即規(guī)劃問題之弧費(fèi)用需要用分段函數(shù)來表示，從而考慮固定投資和不同之線型。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　2、不同電壓等級之開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃

　　在電力系統(tǒng)中，為了避免電磁環(huán)網(wǎng)，高中壓配電網(wǎng)必定是開環(huán)運(yùn)行之。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這時(shí)就能利用能生成樹狀網(wǎng)絡(luò)之 短路遺傳算法來求解不同電壓等級之開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃問題。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：對于規(guī)劃問題中根據(jù)安全性和可靠性之要求需要閉環(huán)設(shè)計(jì)之系統(tǒng)，可以先應(yīng)用本文之方法得到樹狀網(wǎng)絡(luò)，然后采用文獻(xiàn)[2]之方法進(jìn)行專門之聯(lián)絡(luò)線優(yōu)化，以構(gòu)成環(huán)網(wǎng)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為： 短路遺傳算法是在同一個(gè)電壓等級中實(shí)現(xiàn)之[1]，這樣才能直接將負(fù)荷潮流迭加到各弧之流量上。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：對于多電壓等級系統(tǒng)，只需仿照標(biāo)幺值計(jì)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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)之全局優(yōu)化。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　3、開環(huán)與非開環(huán)混合輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃

　　如果需要進(jìn)一步將開環(huán)與非開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃，或配電系統(tǒng)允許弱環(huán)運(yùn)行， 短路遺傳算法就不能直接應(yīng)用了。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　但是，經(jīng)過下述2個(gè)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(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　3.1 節(jié)點(diǎn)入度限制

　　首先，應(yīng)允許在不需要放射運(yùn)行之節(jié)點(diǎn)構(gòu)成環(huán)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這可通過檢測和限制節(jié)點(diǎn)入度數(shù)之方法來實(shí)現(xiàn)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為： 短路遺傳算法中，在形成尋路網(wǎng)絡(luò)Gm時(shí)，當(dāng)某個(gè)中間節(jié)點(diǎn)k之入弧數(shù)Nin-x-m=1 時(shí)，則其余指向該節(jié)點(diǎn)之有向弧（潮流必為0）均舍棄，這保證了 終形成之網(wǎng)絡(luò)為放射狀。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：現(xiàn)在，對每一節(jié)點(diǎn)規(guī)定 大入弧數(shù)，即 大入度Nin_k_MAX，若節(jié)點(diǎn)k屬于放射狀運(yùn)行系統(tǒng)，則令其為1，否則令其為該節(jié)點(diǎn) 大允許之進(jìn)線數(shù)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：Nin_k_m記錄節(jié)點(diǎn)k入弧數(shù)之變化情況，其初始值為0，并有機(jī)會逐漸增加。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：當(dāng)時(shí)，其余指向該節(jié)點(diǎn)之有向弧（潮流為0）均舍棄。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：即實(shí)現(xiàn)了不同運(yùn)行方式系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之要求。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：經(jīng)過以上改進(jìn)之 短路遺傳算法就可以解決開環(huán)與非開環(huán)系統(tǒng)綜合規(guī)劃在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面之要求。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：雖然，從原理上說它得到之只是較優(yōu)解。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　但可證明當(dāng)各負(fù)荷大小趨近于0時(shí)，這種方法得到之解就會與全局 優(yōu)解一致。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：當(dāng)負(fù)荷越大時(shí)，其解越湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許偏離 優(yōu)解，因?yàn)榇藭r(shí)該負(fù)荷有很大湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許是由多個(gè)實(shí)際電源點(diǎn)供電。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：由于負(fù)荷通常在較低電壓等級，而允許成環(huán)網(wǎng)運(yùn)行之網(wǎng)絡(luò)是在很高之電壓等級，且低壓負(fù)荷之容量比高壓環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中元件之容量要小得多，所以，可近似地認(rèn)為負(fù)荷點(diǎn)是由一個(gè)（實(shí)際）電源點(diǎn)供電，因此用 短路遺傳算法獲得之解將接近于實(shí)際 優(yōu)解。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　3.2 有功潮流

　　由于網(wǎng)孔之出現(xiàn)，使得以負(fù)荷復(fù)電流（或功率）直接迭加構(gòu)成線路中潮流之方法失去了合理性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因?yàn)橹挥幸粋�(gè)虛擬源點(diǎn)，對于同時(shí)由2條以上供電路徑供電之節(jié)點(diǎn)來說，湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許會導(dǎo)致矛盾之節(jié)點(diǎn)電壓。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：為了避免這種情況，此時(shí)可只考慮有功功率之優(yōu)化。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：實(shí)際上對于允許環(huán)網(wǎng)之系統(tǒng)規(guī)劃問題，現(xiàn)有之方法[3]也全是只考慮有功優(yōu)化，而無功配置和電壓控制由專門之無功優(yōu)化來完成。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這是因?yàn)椋阂环矫妫瑹o功設(shè)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(dú)立于有功潮流之控制。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)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(shù)災(zāi)問題。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　但是基本之Dijkstra 短路算法之計(jì)算時(shí)間復(fù)雜性是O（N2），其中N是規(guī)劃問題之網(wǎng)絡(luò)流模型之節(jié)點(diǎn)數(shù)，因此，基于 短路算法之局部優(yōu)化算法之計(jì)算時(shí)間復(fù)雜性是O（N3）（認(rèn)為負(fù)荷數(shù)與節(jié)點(diǎn)數(shù)成一定比例）；若遺傳算法之種群個(gè)體數(shù)和 大代數(shù)取固定值，則 短路遺傳算法之計(jì)算時(shí)間復(fù)雜性是O（N3）。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：可見隨問題規(guī)模之增大， 短路遺傳算法之計(jì)算時(shí)間也將很長。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為： 實(shí)際上，直接在輸配電系統(tǒng)規(guī)模非常龐大之網(wǎng)絡(luò)上利用常規(guī)之 短路算法為某一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)尋找供電路徑是很不必要之。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：對于一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)來說，整個(gè)系統(tǒng)中湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許為其供電之元件只是很小之一部分。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：如果能根據(jù)輸配電系統(tǒng)之實(shí)際信息把這一小部分元件提取出來后再應(yīng)用 短路算法，則 短路算法之尋路時(shí)間將大大縮短。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：而由前面之分析可知， 短路算法之計(jì)算時(shí)間復(fù)雜性決定了整個(gè)算法之計(jì)算時(shí)間復(fù)雜性。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：我們稱這個(gè)被提取出來供尋找負(fù)荷m之 經(jīng)濟(jì)供電路徑之網(wǎng)絡(luò)為尋路網(wǎng)絡(luò)Gm.用以提取尋路網(wǎng)絡(luò)之方法應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

　　① 易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　② 在保證不丟失 優(yōu)解之基礎(chǔ)上，盡湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許縮小尋路網(wǎng)絡(luò)。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：下面，以一個(gè)實(shí)例來說明如何實(shí)現(xiàn)基于輸配電系統(tǒng)知識之 短路算法。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　若現(xiàn)有10kV，66kV，220kV，3個(gè)電壓等級系統(tǒng)，要尋找負(fù)荷m之 優(yōu)供電路徑，則可按以下步驟提取尋路網(wǎng)絡(luò)Gm.

　　（1）將輸配電系統(tǒng)按電壓等級分層，負(fù)荷點(diǎn)通常在 底層10kV層，虛擬電源點(diǎn)在 高電壓等級層220 kV層。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

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

　　（3）通常希望盡湖南陽光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許通過具有主干線型或可靠性高之主干網(wǎng)絡(luò)傳送電能，并且減少電能在主干線型和次要線型間之轉(zhuǎn)換。陽光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：因此，規(guī)定 大精細(xì)尋路半徑rm.在此半徑之外，凡是具

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