无刷双馈电机之电磁设计特点

提出了改进之最短路遗传算法，用于对多个电压等级之纯开环输配电网进行综合规划，算法能考虑复功率、电压、容量以及树状约束，并得到全局优化解。阳光电子学校维修专家分析认为：在只考虑有功潮流之情况下，通过控制节点之出入度，提出了开环与非开环混合之输配电系统综合规划问题之近似解决方法。阳光电子学校维修专家分析认为：为了解决输配电系统规模大造成之计算量问题，给出了基于输配电系统知识之最短路算法。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　关键词：输配电系统规划；遗传算法；最短路算法；启发式方法

　　1、引言

　　从物理或数学意义之角度讲，不同电压等级网络之综合规划对获得全局最优解，得到总体上最大之经济效益是必要之。阳光电子学校维修专家分析认为：然而，输配电系统之同时综合规划长期以来并不被人们所重视，在实践中，人们普遍采用将各电压等级系统分层规划之策略。阳光电子学校维修专家分析认为：造成这种状况之原因主要是：

　　① 输配电系统之网络结构不同，进而导致优化算法不同；

　　② 各电压等级综合规划导致问题规模激增。阳光电子学校维修专家分析认为：另外，各级电网之分层管辖也是造成分层规划之一个实际原因。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　本文对多电压等级、不同网络结构之输配电系统综合规划问题进行了研究，提出了基于知识之最短路遗传算法之解决方法[1].文献[1]利用最短路遗传算法求解了配电系统重构问题。阳光电子学校维修专家分析认为：实际上，网络规划问题与网络重构问题可被看成一类问题，只不过是弧费用之计算方法不同而已，即规划问题之弧费用需要用分段函数来表示，从而考虑固定投资和不同之线型。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　2、不同电压等级之开环系统综合规划

　　在电力系统中，为了避免电磁环网，高中压配电网必定是开环运行之。阳光电子学校维修专家分析认为：这时就能利用能生成树状网络之最短路遗传算法来求解不同电压等级之开环系统综合规划问题。阳光电子学校维修专家分析认为：对于规划问题中根据安全性和可靠性之要求需要闭环设计之系统，可以先应用本文之方法得到树状网络，然后采用文献[2]之方法进行专门之联络线优化，以构成环网。阳光电子学校维修专家分析认为：最短路遗传算法是在同一个电压等级中实现之[1]，这样才能直接将负荷潮流迭加到各弧之流量上。阳光电子学校维修专家分析认为：对于多电压等级系统，只需仿照标幺值计算之原理将各电压等级之电气量折算到某一选定之电压等级上，就可以采用最短路遗传算法进行网络之全局优化。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　3、开环与非开环混合输配电系统综合规划

　　如果需要进一步将开环与非开环系统综合规划，或配电系统允许弱环运行，最短路遗传算法就不能直接应用了。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　但是，经过下述2个改变以后，最短路遗传算法即可近似地求解上述问题了。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　3.1 节点入度限制

　　首先，应允许在不需要放射运行之节点构成环。阳光电子学校维修专家分析认为：这可通过检测和限制节点入度数之方法来实现。阳光电子学校维修专家分析认为：最短路遗传算法中，在形成寻路网络Gm时，当某个中间节点k之入弧数Nin-x-m=1 时，则其余指向该节点之有向弧（潮流必为0）均舍弃，这保证了最终形成之网络为放射状。阳光电子学校维修专家分析认为：现在，对每一节点规定最大入弧数，即最大入度Nin_k_MAX，若节点k属于放射状运行系统，则令其为1，否则令其为该节点最大允许之进线数。阳光电子学校维修专家分析认为：Nin_k_m记录节点k入弧数之变化情况，其初始值为0，并有机会逐渐增加。阳光电子学校维修专家分析认为：当时，其余指向该节点之有向弧（潮流为0）均舍弃。阳光电子学校维修专家分析认为：即实现了不同运行方式系统对网络结构之要求。阳光电子学校维修专家分析认为：经过以上改进之最短路遗传算法就可以解决开环与非开环系统综合规划在网络结构方面之要求。阳光电子学校维修专家分析认为：虽然，从原理上说它得到之只是较优解。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　但可证明当各负荷大小趋近于0时，这种方法得到之解就会与全局最优解一致。阳光电子学校维修专家分析认为：当负荷越大时，其解越湖南阳光电子学校维修专家认为：也许偏离最优解，因为此时该负荷有很大湖南阳光电子学校维修专家认为：也许是由多个实际电源点供电。阳光电子学校维修专家分析认为：由于负荷通常在较低电压等级，而允许成环网运行之网络是在很高之电压等级，且低压负荷之容量比高压环网系统中元件之容量要小得多，所以，可近似地认为负荷点是由一个（实际）电源点供电，因此用最短路遗传算法获得之解将接近于实际最优解。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　3.2 有功潮流

　　由于网孔之出现，使得以负荷复电流（或功率）直接迭加构成线路中潮流之方法失去了合理性。阳光电子学校维修专家分析认为：因为只有一个虚拟源点，对于同时由2条以上供电路径供电之节点来说，湖南阳光电子学校维修专家认为：也许会导致矛盾之节点电压。阳光电子学校维修专家分析认为：为了避免这种情况，此时可只考虑有功功率之优化。阳光电子学校维修专家分析认为：实际上对于允许环网之系统规划问题，现有之方法[3]也全是只考虑有功优化，而无功配置和电压控制由专门之无功优化来完成。阳光电子学校维修专家分析认为：这是因为：一方面，无功设备之投资一般要比线路、变压器和有功电源之投资小得多；另一方面，无功潮流在一定程度上可独立于有功潮流之控制。阳光电子学校维修专家分析认为：4、基于知识之高效最短路算法

　　尽管最短路遗传算法不会有维数灾问题。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　但是基本之Dijkstra最短路算法之计算时间复杂性是O（N2），其中N是规划问题之网络流模型之节点数，因此，基于最短路算法之局部优化算法之计算时间复杂性是O（N3）（认为负荷数与节点数成一定比例）；若遗传算法之种群个体数和最大代数取固定值，则最短路遗传算法之计算时间复杂性是O（N3）。阳光电子学校维修专家分析认为：可见随问题规模之增大，最短路遗传算法之计算时间也将很长。阳光电子学校维修专家分析认为： 实际上，直接在输配电系统规模非常庞大之网络上利用常规之最短路算法为某一个负荷点寻找供电路径是很不必要之。阳光电子学校维修专家分析认为：对于一个负荷点来说，整个系统中湖南阳光电子学校维修专家认为：也许为其供电之元件只是很小之一部分。阳光电子学校维修专家分析认为：如果能根据输配电系统之实际信息把这一小部分元件提取出来后再应用最短路算法，则最短路算法之寻路时间将大大缩短。阳光电子学校维修专家分析认为：而由前面之分析可知，最短路算法之计算时间复杂性决定了整个算法之计算时间复杂性。阳光电子学校维修专家分析认为：我们称这个被提取出来供寻找负荷m之最经济供电路径之网络为寻路网络Gm.用以提取寻路网络之方法应具备以下特点：

　　① 易于计算机实现。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　② 在保证不丢失最优解之基础上，尽湖南阳光电子学校维修专家认为：也许缩小寻路网络。阳光电子学校维修专家分析认为：下面，以一个实例来说明如何实现基于输配电系统知识之最短路算法。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　若现有10kV，66kV，220kV，3个电压等级系统，要寻找负荷m之最优供电路径，则可按以下步骤提取寻路网络Gm.

　　（1）将输配电系统按电压等级分层，负荷点通常在最底层10kV层，虚拟电源点在最高电压等级层220 kV层。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　（2）定义元件Aij到负荷点m之距离为式中为元件Aij之起点坐标；XB-ij、yE-ij为元件Aij之终点坐标；Xm 、Ym为负荷点m之坐标；Kij-m为元件Aij到负荷点m之距离调节系数，通常取1，可用于考虑一些特殊供电情况。阳光电子学校维修专家分析认为：按最大供电半径Rm选择出湖南阳光电子学校维修专家认为：也许给负荷点m供电之10kV区域：若10kV元件（线路、变压器或变电站）与负荷点m之距离大于Rm，则认为其不湖南阳光电子学校维修专家认为：也许为m供电，因此不加入寻路网络。阳光电子学校维修专家分析认为：反之，则将相应之元件加入负荷点m之寻路网络。阳光电子学校维修专家分析认为：

　　（3）通常希望尽湖南阳光电子学校维修专家认为：也许通过具有主干线型或可靠性高之主干网络传送电能，并且减少电能在主干线型和次要线型间之转换。阳光电子学校维修专家分析认为：因此，规定最大精细寻路半径rm.在此半径之外，凡是具

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