配网优化运行的目标是在保证系统运行的安全性和稳定性的情况下，使系统的网损最小。对于配网运行而言，保证供电质量-电压水平是其基本的职责之一。电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压水平的基本条件。有效的电压控制和合理的无功补偿能提高电力系统运行的稳定性和安全性，充分发挥经济效益。

   配网无功优化调度可以表示成一个复杂的数学规划问题，一般其目标是使在系统满足运行约束下使系统的网损最小。其可调节的变量有：发电机的机端电压，可调变压器的分接头，电容器组和电抗器；它们中发电机的机端电压在一定范围内可以连续调节，而其他的调节变量都是离散的，不连续的；因此无功优化其实是一连续和离散的混合规划问题。许多研究人员和工程技术人员提出了许多优秀的算法来解此类问题，但这些算法均是在一定的凸范围之内才有解，即要求“所求问题为凸”这个假设为条件的。对于无功优化调度问题来讲，这个假设并不一定成立。因此许多学者采用了启发式算法。启发式方法的应用可以避开所解问题是否为凸的争论，但仅用这一方法无法保证在有限时间内找到一个最优运行方案。

     在我们所开发的无功优化调度系统中，结合我国配网的实际情况，把启发式方法，用于求局部最优的线性规划方法、非线性方法， 以及用于求全局最优的遗传算法相结合来求解无功优化调度问题，获得了很好的效果。

一、无功优化调度的基本模型 

   无功优化调度是在满足系统约束的情况下，使系统的网损最小。

    网损简单的表示为：

       （1）

    其中z用来表示运行控制变量，随着所考虑的不同系统有不同的内容。对于配网而言，可以包括系统中的发电机机端节点电压幅值，可调变压器的分接头，电容器组和电抗器；X表示系统状态量，即系统中节点的电压和相角。

     系统所应满足的约束条件有：

1.功率平衡方程：

    （2）

2.保证系统正常运行的其它条件：

      （3）

其右边项可以是：

    （1）线路潮流的上下限。

    （2）电压幅值的上下限。

    （3）发电机无功出力的上下限。

    （4）电容器组的容量。

    （5）变压器可调变比的上下限。

    （6）电抗器的容量

      因此，无功优化调度的基本模型为：

Minimize:

s.t.

     对于上述的无功优化调度问题，本系统是把启发式方法，用于求局部最优的线性规划方法、非线性方法， 以及用于求全局最优的遗传算法相结合，形成一个协调的优化库来求解的。

二、无功优化调度软件的图形系统和数据库

    配网无功优化调度系统计算是基于一定网络结构的，包括110KV（或220KV）-10KV。为了直观的显示这一结构，配备了使用方便的图形管理系统和数据库系统。图形系统是用C++ Builder 基于矢量技术和面向对向技术设计开发的。数据库部分支持SQL-server 和Oracle。在图形环境与数据库这两个孤立的系统之间，图形环境中的图形与数据库中存储的数据通过动态数据交互并严格地一一对应，在图形系统上就可直观方便地对所有设备的参数进行修改。

图形界面与数据库交互的主要内容。

在图形界面可任意方便地进行画图，来构筑预优化的系统网络图；通过动态数据交互把与图形相对应的数据传入数据库。

在图形界面选取一元件（即图形界面的一部分）进行修改时，其相应的信息会从数据库中自动提取出来，并给予显示。

如对图中元件的数据进行修改或删除，数据库中与之对应的数据也将自动同时被修改或删除。

依据图形上的所有开关的状态自动形成系统的拓扑结构， 并存入数据库。对网络中各个设备的带电状态进行着色，并区分线路的状态（环网线路，辐射线路或桥路）。

优化的结果包括：变压器分接头档位，机端电压， 电容器组数，电抗器容量以及线路功率，节点电压和角度等清晰地标注在网络中的相应设备上。

数据库的主要功能 。

对数据库进行维护工作，包括库的一致性检验、查错、压缩、浏览说明库、重建索引、建立新表等。

对各电压等级的数据进行备份和恢复。

图形维护系统。

三、服务内容：

   1. 系统维护：包括图形文件（系统结构图，潮流图，优化结果图）的新建、打开、修改、保存和退出系统。

   2. 数据维护：包括数据输入、数据修改和数据删除。输入计算所需的数据，并可对其进行编辑。  

    3，在输入图形元件的同时可输入相应的数据，而再点取图形元件就可以对其数据进行修改和删除，整个操作直观、方便。

    4. 数据统计：包括可调节其机端电压的发电机个数及其电压范围，分接头的可调变压器个数及其范围，电容器组的个数及其容量范围，电抗器的个数及其容量。

    5.无功优化调度计算：用户可通过该项菜单选择不同电压等级的优化计算或全网计算。如果数据不全，系统将作出提示。

    6. 结果一览：包括数据查询、数据标注、删除标注三项功能。数据查询功能使用户可通过该功能对优化结果中的节点电压数据、线路有功、线路无功、变压器分接头档位、电容器组数、电抗器等进行各种条件查询，并将查询结果显示在窗口中。数据标注功能是指可按用户的需要在线路附近标注优化结果的线路有功、无功，节点电压，不同颜色表示的电容器组数、可调变压器的分接头档位，电抗器的投入情况及容量。

    7. 打印：实现对统计数据、计算的优化结果、汇总报表和原始数据的打印，并可实现图形的打印预览、打印等功能，方便用户对资料的保存和上报。