<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">EE</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">EE</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">EE</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Energy Engineering</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-0118</issn>
<issn pub-type="ppub">0199-8595</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">59559</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/ee.2025.059559</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Reactive Power Optimization Model of Active Distribution Network with New Energy and Electric Vehicles</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Reactive Power Optimization Model of Active Distribution Network with New Energy and Electric Vehicles</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Reactive Power Optimization Model of Active Distribution Network with New Energy and Electric Vehicles</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib id="author-1" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Wang</surname><given-names>Chenxu</given-names></name><email>2202300354@neepu.edu.cn</email></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Bian</surname><given-names>Jing</given-names></name></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Yuan</surname><given-names>Rui</given-names></name></contrib>
<aff id="aff-1"><institution>Northeast Electric Power University, Key Laboratory of Modern Power System Simulation and Control &#x0026; Renewable Energy Technology, Ministry of Education</institution>, <addr-line>Jilin, 132011</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Chenxu Wang. Email: <email>2202300354@neepu.edu.cn</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date date-type="collection" publication-format="electronic">
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic">
<day>07</day><month>03</month><year>2025</year>
</pub-date>
<volume>122</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>985</fpage>
<lpage>1003</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>11</day>
<month>10</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>24</day>
<month>12</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2025 The Authors.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Published by Tech Science Press.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_EE_59559.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>Considering the uncertainty of grid connection of electric vehicle charging stations and the uncertainty of new energy and residential electricity load, a spatio-temporal decoupling strategy of dynamic reactive power optimization based on clustering-local relaxation-correction is proposed. Firstly, the k-medoids clustering algorithm is used to divide the reduced power scene into periods. Then, the discrete variables and continuous variables are optimized in the same period of time. Finally, the number of input groups of parallel capacitor banks (CB) in multiple periods is fixed, and then the secondary static reactive power optimization correction is carried out by using the continuous reactive power output device based on the static reactive power compensation device (SVC), the new energy grid-connected inverter, and the electric vehicle charging station. According to the characteristics of the model, a hybrid optimization algorithm with a cross-feedback mechanism is used to solve different types of variables, and an improved artificial hummingbird algorithm based on tent chaotic mapping and adaptive mutation is proposed to improve the solution efficiency. The simulation results show that the proposed decoupling strategy can obtain satisfactory optimization results while strictly guaranteeing the dynamic constraints of discrete variables, and the hybrid algorithm can effectively solve the mixed integer nonlinear optimization problem.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Active distribution network</kwd>
<kwd>new energy</kwd>
<kwd>electric vehicles</kwd>
<kwd>dynamic reactive power optimization</kwd>
<kwd>k-medoids clustering</kwd>
<kwd>hybrid optimization algorithm</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<award-group id="awg1">
<funding-source>Research and Application Project of Collaborative Optimization Control Technology for Distribution Station Area for High Proportion Distributed PV Consumption</funding-source>
<award-id>4000-202318079A-1-1-ZN</award-id>
</award-group>
</funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>The rapid development of electric vehicles and new energy technologies has played an important role in alleviating the energy crisis and achieving the &#x201C;double carbon&#x201D; goal in China [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. However, the fluctuation of new energy and the real-time change of load lead to the reactive power optimization of the distribution network, which is actually a dynamic process [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>]. Compared with static reactive power optimization, it not only increases the number of variables with the refinement of the time scale but also makes the dynamic reactive power optimization problem have space-time coupling characteristics due to the coupling of dynamic constraints and static constraints between discrete variables [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>].</p>
<p>How to deal with dynamic constraints reasonably is the difficulty of solving dynamic reactive power optimization problems. The common strategy is to decouple the original problem in time and space so as to transform it into a static reactive power optimization problem [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]. In Reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>], the electric vehicle charging station is used as the reactive power compensation source, which effectively improves the voltage quality and system stability. However, there are many reactive power decisions, and there is a complex space-time coupling between variables, which makes the model difficult to solve. Reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] decouples the dynamic reactive power optimization problem in time and space and formulates the action schedule of reactive power regulation equipment through heuristic strategy and reactive power compensation error, so as to transform the dynamic reactive power optimization problem into multiple static reactive power optimization problems. Based on the day-ahead load forecasting curve, the literature [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] classifies the predicted power of each period by mathematical statistics, so as to obtain the action time of the reactive power compensation device and perform static reactive power optimization in the classified period. The literature [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>] adopts a two-stage reactive power optimization method. In the first stage, the discrete reactive power compensation amount is optimized, and then the input amount is fixed, and the continuous reactive power compensation device is used to correct it under the condition of meeting the limit of its action times. The above research has certain reference significance for the exploration of space-time decoupling methods, but the influence of source-load uncertainty on space-time decoupling is not considered.</p>
<p>Furthermore, the reactive power optimization problem after space-time decoupling is essentially a large-scale nonlinear mixed integer problem, and the existence of a large number of discrete variables makes it difficult to solve the model. In this regard, References [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] used the decomposition coordination method to coordinate discrete variables and continuous variables. This method reduces the difficulty of solving to a certain extent, but solving the two variable types independently will lead to search path offset and reduce the global optimization ability of the algorithm. Reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] used particle swarm optimization to optimize discrete variables and continuous variables, respectively, and then used the results of each optimization as the initial value for alternating iterative optimization. This method effectively separates discrete variables and continuous variables and reduces the difficulty of solving. However, solving discrete variables by particle swarm optimization will change the search direction, and it is difficult to obtain the global optimum. In the later stage of convergence, species diversity decreases, and it is easy to fall into a local optimum. The artificial hummingbird algorithm (AHA) is proposed in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>], which has high search accuracy, fast convergence speed, and a simple principle. However, in the later stage of optimization, the diversity of samples is reduced, and it is easy to fall into a local optimum.</p>
<p>Based on the above analysis, this paper takes into account the uncertainty of electric vehicles, new energy, and residential electricity load and proposes a time-space decoupling strategy for dynamic reactive power optimization. The strategy comprehensively considers the influence of new energy output, electric vehicle charging load, and residential electricity load fluctuation. The k-medoids clustering algorithm is used to divide the reduced scene into periods, and then the static reactive power optimization is carried out for each period, so as to decouple the original problem in time and space. Aiming at the characteristics of the model after space-time decoupling, a hybrid optimization algorithm combining the improved artificial hummingbird algorithm (TAMAHA) and genetic algorithm is designed. Based on the principle of cross feedback, the algorithm solves the continuous variables and discrete variables differently, thereby reducing the difficulty of solving and improving the operating indicators of the system.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Dynamic Reactive Power Optimization Model</title>
<sec id="s2_1">
<label>2.1</label>
<title>Objective Function</title>
<p>The model proposed in this paper adopts the method of spatiotemporal decoupling, which changes the goal of the total network loss, voltage offset and voltage stability index of the whole day to the goal of the minimum index of each hour, and then replaces the dynamic reactive power optimization with static reactive power optimization.</p>
<p>1) Minimum network loss
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mtext>real</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-number of scenes; <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-probability of occurrence of scenario <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mi>N</mml:mi></mml:math></inline-formula>-number of nodes; <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-branch admittance; <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-active and reactive power flowing from the first end of branch <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in scenario <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-voltage at the first end of branch <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> in scenario <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msub><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the set of nodes connecting node <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-take the real part operation.</p>
<p>2) The node voltage offset is minimum
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the voltage amplitude of node <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> under scenario <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represent the upper, lower and rated voltage of node <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively.</p>
<p>3) Optimal system stability [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>]
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-branch <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> resistance, reactance; <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>l</mml:mi></mml:math></inline-formula>-branch set; system collapse when <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The dimensions of each subobjective are different, so it is necessary to normalize them and then establish a single objective function.
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>-the specific value of the normalized <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the sub-objective, in which <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-single objective optimization and pre-optimization results; <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-weight coefficient, and <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula>-normalized objective function value, the closer to 0, the better the reactive power optimization result.</p>
<p>Analytic hierarchy process [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] was used to determine the weight coefficient, and the judgment matrix was constructed according to the importance degree: active power loss &#x003E; voltage offset &#x003E; system stability:
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>It can be obtained by calculation <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.6370, <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.2583, <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0.1047.</p>
</sec>
<sec id="s2_2">
<label>2.2</label>
<title>Constraints</title>
<p>It should be stated that the following constraints are applicable to any scenario, and then a specified scenario is no longer described, so the subscript s representing a certain scene is omitted.</p>
<p>1) Power balance constraints
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>CB</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munder><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:munder><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>grid</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>WT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the active power of the large power grid injected into node <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the active power of wind power and photovoltaic, and Load, <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the active power of the load consumed at node <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the charging power and active power loss of the electric vehicle charging station. <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>grid</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>WT</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the reactive power, wind power and photovoltaic reactive power of the large power grid injected into node <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>l</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the reactive power and reactive power loss of load at node <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively, and <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> are the node set of installed fan, photovoltaic, switchable capacitor bank and electric vehicle charging station.</p>
<p>2) Voltage and current constraints
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the upper and lower limits of the current flowing through the branch <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>3) Control variable constraints
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>SVC</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>SVC</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>SVC</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, are the upper and lower limits of the fan reactive power output of the connecting node <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively; <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are the upper and lower limits of the photovoltaic reactive power output of the connected node <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the maximum number of capacitor bank switching of the connected node <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>SVC</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>SVC</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are the upper and lower limits of SVC reactive power compensation for connecting nodes <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively.</p>
<p>4) Power constraints of EV charging stations
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msqrt><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> -the minimum and maximum active power consumed at node <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>-the minimum and maximum reactive power injected at node <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the capacity of the charging station at node <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>5) Constraints on the number of CB movements
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2295;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, the number of input groups of the capacitor bank at node <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> at <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-<inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> time; The <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mo>&#x2295;</mml:mo></mml:math></inline-formula>-XOR operator; <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the maximum number of times a day can be switched, take 8 times. It should be noted that this paper considers that each adjustment of the capacitor bank is an action.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Clustering, Local Relaxation-Correction Reactive Power Optimization Decoupling Strategy</title>
<p>The objective function of dynamic reactive power optimization is the minimum sum of all indexes in all hours of a day. Considering the existence of discrete variable dynamic bundle reduction, this paper first divides the time period by clustering algorithm, establishes the action schedule of capacitor banks, and then determines the input number of capacitor banks in each time period by local relaxation, finally, the reactive power compensation device with continuous adjustment ability can be flexibly controlled to achieve dynamic reactive power optimization.</p>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>Clustering</title>
<p>The fluctuation of active power output of new energy, mainly wind power and photovoltaic, residential electricity load and electric vehicle charging load is the main reason for the different operating states of distribution network in each hour, so it is more reasonable to cluster their power.</p>
<p>First of all, the whole day is divided into 24 time periods, each time period is 1 h, and the expected active power of wind power and photovoltaic power, the expected electricity load of residents and the expected charging load of EV charging stations in each hour period are taken as the main factors affecting the clustering results. The power sequence of the whole day can be expressed as follows:
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>A</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Among them,<inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the active output of wind turbine <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula> and photovoltaic power station <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></inline-formula> respectively under scenario <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> in time period <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the residential power load under scenario s during the time period <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> refers to the charging load of EV charging station <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula> under scenario <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> in time period <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively, the number of wind turbines, photovoltaic power stations and electric vehicle charging stations; <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>PV</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>d</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the expected active power of wind turbine <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mi>a</mml:mi></mml:math></inline-formula>, photovoltaic station <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mi>b</mml:mi></mml:math></inline-formula>, electric vehicle charging station <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula> and load during the period <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula>, in turn.</p>
<p>Further, the wind power, photovoltaic active power output, residential power load and charging load of EV charging stations in each hour segment are classified into A sample point with dimension <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, whose expression is as follows:
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>A</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>t</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mn>24</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the data of the <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mi>T</mml:mi></mml:math></inline-formula> sample point.</p>
<p>Secondly, k-medoids algorithm is used to cluster the samples. The specific operation is as follows:</p>
<p>i) k sample points are selected as the center of mass.</p>
<p>ii) Calculate the Euclidean distance from the sample point to the center of mass. The closer the sample point is, the higher the similarity between the tabular data is. The calculation formula is as follows:
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sqrt</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>b</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>EVS</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Load</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the RTH cluster center and sqrt represents the root operation. After the distance calculation is completed, the sample points closest to the center of mass are classified as the cluster where the center of mass is located.</p>
<p>iii) Take each point in the cluster as the center of mass, calculate the total distance between the other points in the cluster and the center of mass, and then select the point with the smallest total distance as the new center of mass.</p>
<p>iv) Repeat steps ii) and iii) until the position of the center of mass does not change. After the clustering is completed, all sample points are classified into corresponding clusters.</p>
<p>Finally, the samples of adjacent time periods in the same cluster are combined into one period, and the combined period is the action time period of the capacitor bank. When reactive power is optimized, the input times of the capacitor bank in each period after the merger are fixed, and the input quantity of the capacitor bank in different time periods can be different. If the combined time period <italic>L</italic> it is greater than the maximum number of capacitor bank switching times n<sub>c</sub>, then the secondary segmentation is carried out, the specific operation is: to calculate the Euclidean distance between the sample points of adjacent time periods after the segmentation, and sort the distance from small to small, and then merge the adjacent time intervals according to this order until <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>Local Relaxation</title>
<p>In the allotted time period, the maximum number of switching times of the relaxed capacitor bank is constrained, which is regarded as a continuous variable, and static reactive power optimization is carried out in the time section of the hour level, and the relaxation solution of the hourly reactive power compensation capacity of the capacitor bank is obtained:
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the reactive power compensation sequence of the capacitor bank after relaxation; <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the reactive power compensation amount of the capacitor bank in the <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> hour segment.</p>
<p>The average value of the reactive power compensation amount of the capacitor bank input in each time period is taken as the reactive power input amount of all hours in the time period, and then it is normalized, and the normalization result is the final input amount of the capacitor group:
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mtable columnalign="left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>&#x23DE;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mtable columnalign="left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>&#x23DE;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mtable columnalign="left left left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>&#x23DE;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mover><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:msubsup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> is the final reactive power compensation sequence of the capacitor bank; <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mover><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the reactive power compensation amount of capacitor group in each <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> hour segment in time period <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> indicates the number of hours contained in time period <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3_3">
<label>3.3</label>
<title>Calibration</title>
<p>Finally, on the basis of the optimization of discrete variables, continuous variables are used for correction: the reactive power output of wind turbine, photovoltaic power station, electric vehicle charging station and SVC is used as the decision variable for static reactive power optimization in the second stage, and the optimization result is the final solution of continuous variables. At this point, all decision variables have been optimized.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Hybrid Optimization Algorithm</title>
<p>The reactive power optimization model after spatiotemporal decoupling involves a large number of continuous and discrete variables, which makes the solution of the model more complicated. A hybrid optimization algorithm combining the improved artificial hummingbird algorithm and genetic algorithm is proposed to solve the model in this paper. Based on the cross-feedback mechanism, the two types of variables are solved independently. Then the optimization result is fed back to another algorithm as the initial value, which not only reduces the variable complexity, but also effectively combines the advantages of each optimization algorithm to deal with different optimization variables, so that the algorithm&#x2019;s solving speed and global search ability are greatly improved.</p>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>Improved Artificial Hummingbird Algorithm</title>
<p>The AHA algorithm simulates the flight skills and foraging strategies of hummingbirds in nature. Three flight skill models, namely, axial flight, diagonal flight and omnidirectional flight, and three foraging behavior models, namely, guided foraging, regional foraging and migratory foraging, were established, and the memory function of the access table model was constructed. The existence of the access table prevents individuals from frequently searching for food sources that have already been visited, thus speeding up the collection. However, the AHA algorithm tends to fall into local optimality due to low species diversity in the later stages of population initialization and optimization. In this regard, this paper improves the AHA algorithm, the specific steps are as follows:</p>
<p>In this regard, this paper improves the AHA algorithm, the specific steps are as follows:</p>
<p>(1) Tent Chaotic map initialization population [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>]:
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is 0.5, and the steps of chaos perturbation are:</p>
<p>The chaos variable <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula> is generated according to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-20">Eq. (20)</xref>.</p>
<p>Map chaos variables to the solution space.
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-variable upper and lower limits.</p>
<p>a) Chaotic disturbance.
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>-individual after disturbance; <inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>-disturbed individuals; <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>-the amount of disturbance.</p>
<p>(2) An adaptive mutation operator based on population aggregation was introduced to enhance the diversity of the population. Population aggregation <italic>C</italic> is defined as:
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mover><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, D-individual dimension; NP-Individual number; <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the <inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula>-dimensional position of individual <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Population aggregation degree C reflects the richness of population diversity, and the larger the population, the more dispersed the individuals and the more abundant the species. Based on <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eq. (23)</xref>, an adaptive mutation operator is introduced:
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-Shrinkage factor; <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-<inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> random numbers on, and not equal to each other; <inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula>; <inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula>-For the heterodimensional dimensions selected by random generalized method.</p>
<p>(3) After the adaptive variation strategy was added, some hummingbirds after location update performed cross-selection operations according to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">Eqs. (27)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">(28)</xref>.
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>j</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;rand</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>CR</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;else</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>U</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;else</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the formula, <inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:msub><mml:mi>U</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>-the dimension <inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> of individual <inline-formula id="ieqn-141"><mml:math id="mml-ieqn-141"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> is changed into position; <inline-formula id="ieqn-142"><mml:math id="mml-ieqn-142"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>-number of iterations; CR-cross probability.</p>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>Cross-Feedback Hybrid Optimization Algorithm</title>
<p>In the local relaxation reactive power optimization stage, the continuous and discrete variables are solved by TAMAHA algorithm and GA algorithm respectively. Genetic algorithm adopts binary coding method, which has unique advantages in solving optimization problems involving discrete variables. The cross-feedback mechanism of the proposed hybrid optimization algorithm is as follows: different algorithms are used to independently solve different types of variables, chaotic initialization of discrete variable X and continuous variable Y at the initial stage, optimization of variable X by GA algorithm under the condition that Y remains fixed, and then the optimization result of X is fed back to variable Y as initial value. On this basis, the TAMAHA algorithm is used to optimize the variable Y, and then X is optimized on the basis of the optimization results of the variable Y, so the cross-feedback is optimized until the termination condition is met. The algorithm flow is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>Algorithm procedure</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-1.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Analysis of Numerical Examples</title>
<sec id="s5_1">
<label>5.1</label>
<title>Setting Basic Parameters</title>
<p>To improve the IEEE33-node system for analysis, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>. The reference capacity is 10 MW and the voltage level is 12.66 kV. Wind power generator (WT) access node 17, capacity 1.2 MW, power factor between &#x2212;0.95 and 0.95 continuously adjustable; Photovoltaic power station (PV) access node 33, rated capacity of 1 MW, PV inverter capacity of 1.1 times the rated capacity; Capacitor bank SCB1 and SCB2 are connected to 9 and 32 nodes, respectively, and each group has 10 groups of 100 kvar. The SVC can connect 5, 24, and 28 nodes with a capacity of 800 kvar. Electric vehicle charging stations (EVS) are connected to 12 and 22 nodes, and centralized converters are selected to connect to the grid, with a maximum apparent capacity of 0.8 MVA. The standard deviation of load, wind speed and light intensity is 5%, 10% and 10% of the predicted value. The LHS sampling value is 1000, and the reduced scenario <inline-formula id="ieqn-143"><mml:math id="mml-ieqn-143"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Figs. 3</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref> show the output scenarios of wind power, photovoltaic power and load after scenario reduction, and <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref> shows the probability of occurrence of corresponding scenarios. Set the population size of the TAMAHA algorithm as <inline-formula id="ieqn-144"><mml:math id="mml-ieqn-144"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>30</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the hummingbirds performing adaptive variation as 20% of the population, the crossover probability as 0.9, the reduction factor as 0.5, the maximum iteration number <inline-formula id="ieqn-145"><mml:math id="mml-ieqn-145"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>30</mml:mn></mml:math></inline-formula>, t, and the maximum iteration number of cross feedback <inline-formula id="ieqn-146"><mml:math id="mml-ieqn-146"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the parameters of genetic algorithm are shown in the paper [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>].</p>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>Modified IEEE33-node system diagram</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-2.tif"/>
</fig><fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>Wind power scene</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-3.tif"/>
</fig><fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>Photovoltaic output scenario</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-4.tif"/>
</fig><fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>Active load scenario</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-5.tif"/>
</fig><fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>Scene occurrence probability</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-6.tif"/>
</fig>
<p>Assume that the proportion of electric private cars, electric business cars and electric taxis in EVS1 charging station at node 12 is 0.77, 0.1 and 0.13, and that at node 22 EVS2 charging station, the proportion is 0.69, 0.22 and 0.09, with a total of 400. For specific parameters, refer to the reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>]. Monte Carlo method was used for prediction, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref>. <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref> shows the forecast value of hourly residential electricity load and total load the next day.</p>
<fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>Electric vehicle charging load</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-7.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5_2">
<label>5.2</label>
<title>Analysis of Space-Time Decoupling Strategy</title>
<p>In order to verify the effectiveness of the spatio-temporal decoupling strategy proposed in this paper, firstly, the k-medoids clustering algorithm is used to cluster the residential electricity load, electric vehicle charging load and new energy output. The elbow method is used to determine the number of clusters to be 4, and the results are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref>. According to the calculation, the 24 h of a day is divided into five sections: 01:00&#x2013;09:00, 10:00&#x2013;11:00, 12:00&#x2013;13:00, 14:00&#x2013;17:00, 18:00&#x2013;24:00, as shown in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>.</p>
<fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>Different K-value clustering deviation graph</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-8.tif"/>
</fig><table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>Period division results</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Time frame</th>
<th>Moment</th>
<th>Sample coordinate</th>
<th>Cluster center</th>
<th align="center">Clustering of dissociative clustering centers</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td rowspan="9">1</td>
<td>01:00</td>
<td>[1017 0 3614 88 101]</td>
<td rowspan="9">[1020 0 2981 26 58]</td>
<td>637</td>
</tr>
<tr>
<td>02:00</td>
<td>[971 0 3422 361 738]</td>
<td>878</td>
</tr>
<tr>
<td>03:00</td>
<td>[1153 0 3311 309 648]</td>
<td>745</td>
</tr>
<tr>
<td>04:00</td>
<td>[1181 0 3082 118 250]</td>
<td>285</td>
</tr>
<tr>
<td>05:00</td>
<td>[1020 0 2981 26 58]</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td>06:00</td>
<td>[913 44 2853 6 22]</td>
<td>177</td>
</tr>
<tr>
<td>07:00</td>
<td>[953 171 2760 3 19]</td>
<td>291</td>
</tr>
<tr>
<td>08:00</td>
<td>[1093 418 2749 2 18]</td>
<td>486</td>
</tr>
<tr>
<td>09:00</td>
<td>[1005 505 3149 5 21]</td>
<td>534</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2">2</td>
<td>10:00</td>
<td>[917 779 3870 13 27]</td>
<td rowspan="2">[804 672 3704 138 139]</td>
<td>283</td>
</tr>
<tr>
<td>11:00</td>
<td>[798 857 4172 12 26]</td>
<td>531</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2">3</td>
<td>12:00</td>
<td>[819 964 4333 349 736]</td>
<td rowspan="2">[819 964 4333 349 736]</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td>13:00</td>
<td>[917 918 4288 347 696]</td>
<td>124</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="4">4</td>
<td>14:00</td>
<td>[728 849 3900 198 322]</td>
<td rowspan="4">[804 672 3704 138 139]</td>
<td>336</td>
</tr>
<tr>
<td>15:00</td>
<td>[804 672 3704 138 139]</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td>16:00</td>
<td>[910 612 3704 178 176]</td>
<td>133</td>
</tr>
<tr>
<td>17:00</td>
<td>[1029 454 3859 214 208]</td>
<td>364</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="7">5</td>
<td>18:00</td>
<td>[1024 115 3941 237 229]</td>
<td rowspan="7">[1029 0 4255 341 282]</td>
<td>354</td>
</tr>
<tr>
<td>19:00</td>
<td>[1021 27 4137 251 242]</td>
<td>156</td>
</tr>
<tr>
<td>20:00</td>
<td>[1106 0 4451 656 518]</td>
<td>446</td>
</tr>
<tr>
<td>21:00</td>
<td>[1072 0 4610 698 544]</td>
<td>569</td>
</tr>
<tr>
<td>22:00</td>
<td>[983 0 4570 510 406]</td>
<td>381</td>
</tr>
<tr>
<td>23:00</td>
<td>[1029 0 4255 341 282]</td>
<td>0</td>
</tr>
<tr>
<td>24:00</td>
<td>[961 0 3859 120 122]</td>
<td>486</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Then, the time division results of <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref> are dynamically optimized, and the optimization results are recorded as Case 1. In order to verify the effectiveness of the spatio-temporal decoupling strategy proposed in this paper, three cases are set up for comparative experiments. Case 1 is the space-time decoupling strategy of dynamic reactive power optimization proposed in this paper. Case 2 is the space-time decoupling strategy proposed in Reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]. Case 3 is the static reactive power optimization strategy without considering the constraint of the number of capacitor bank actions, the results of the capacitor bank input are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Figs. 9</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-10">10</xref>, and the 24-h average comparison results of each index are shown in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>.</p>
<fig id="fig-9">
<label>Figure 9</label>
<caption>
<title>SCB1 reactive power compensation comparison diagram</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-9.tif"/>
</fig><fig id="fig-10">
<label>Figure 10</label>
<caption>
<title>SCB2 reactive power compensation comparison diagram</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-10.tif"/>
</fig><table-wrap id="table-2">
<label>Table 2</label>
<caption>
<title>Values of various indicators before and after optimization</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="center">Optimization formula</th>
<th align="center">SCB1 Number of actions/times</th>
<th align="center">SCB2 Number of actions/times</th>
<th align="center">Network loss/kW</th>
<th align="center">Voltage offset/pu</th>
<th align="center">Voltage stability indicator</th>
<th align="center">Objective function value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>Preoptimization</td>
<td>&#x2014;</td>
<td>&#x2014;</td>
<td>141.68</td>
<td>0.9927</td>
<td>0.0493</td>
<td>&#x2014;</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 1</td>
<td>4</td>
<td>3</td>
<td>73.13</td>
<td>0.4378</td>
<td>0.0251</td>
<td>0.1048</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 2</td>
<td>6</td>
<td>5</td>
<td>74.45</td>
<td>0.4412</td>
<td>0.0258</td>
<td>0.1054</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 3</td>
<td>20</td>
<td>19</td>
<td>72.75</td>
<td>0.4287</td>
<td>0.0246</td>
<td>0.0961</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Figs. 9</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-10">10</xref>, it can be seen that in Case 1, SCB1 performed 4 cuts at 10, 12, 14, and 18 h, respectively, and SCB2 performed 3 cuts at 10, 14, and 18 h, respectively, to meet the action number constraints. In case 2, SCB1 performed 6 cuts at 5, 7, 10, 12, 14 and 18 h, respectively, and SCB2 performed 5 cuts at 3, 5, 10, 14 and 18 h, respectively. Compared with Case 2, Case 1 has a 50% reduction in SCB1 and a 66.67% reduction in SCB2 in the number of capacitor bank switching times. The main reason for the difference in the number of actions is that the fluctuation of load and new energy power is the main reason for the different operating states of each hour section of the distribution network. The space-time decoupling strategy proposed in Case 1 starts from the difference between load and new energy power fluctuations, and then performs clustering division, so the time period division is more reasonable. Although the number of actions in Reference [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] is limited to the allowable range, it is divided from the final optimization results, ignoring the essential reasons that lead to different operating states in each period, and the division results have certain compromise. The number of actions of SCB1 and SCB2 in case 3 is 20 and 19, respectively, which is greatly increased compared with Case 1 and Case 2. The main reason is that Case 3 does not consider the constraint of the number of actions of the capacitor bank.</p>

<p>It can be seen from <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref> that the network loss, voltage offset and voltage stability indexes of Case 2 are reduced by 48.16%, 55.56% and 48.28% respectively compared with those before optimization. Compared with Case 2, Case 1 continues to reduce 0.93% in network loss, 0.34% in voltage offset and 0.62% in voltage stability index. The network loss, voltage offset and voltage stability indexes of Case 3 are reduced by 48.65%, 56.81% and 50.10% respectively compared with those before optimization.</p>

<p>Based on the above analysis, the three indicators of Case 1 and Case 3 are not much different, but the number of actions of the capacitor bank in Case 1 is greatly reduced, and compared with Case 2, the indicators of Case 1 are improved, which effectively illustrates the effectiveness of the space-time decoupling strategy proposed in this paper.</p>
</sec>
<sec id="s5_3">
<label>5.3</label>
<title>Algorithm Analysis in this Paper</title>
<p>In order to verify the advantages of the cross-feedback hybrid optimization algorithm in this paper, three cases are set up. Cases 1&#x2013;3 are the combination of TAMAHA algorithm, AHA algorithm and PSO algorithm and GA algorithm, respectively. The objective function values of each hour segment before and after optimization are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-11">Fig. 11</xref>. As can be seen from the figure, the reactive power optimization effect of the optimization strategy proposed in Case 1 is better than that of other cases in all hours of the day.</p>
<fig id="fig-11">
<label>Figure 11</label>
<caption>
<title>Full day optimization satisfaction</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-11.tif"/>
</fig>
<p><xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref> shows the reactive power optimization results in different cases, in which each index is the average value of 24 h. It can be seen from <xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref> that: 1) On the basis of ensuring the quality of electrical voltage, Case 1, Case 2 and Case 3 can respectively reduce the active power network loss by 48.4%, 48.0% and 47.7%, and Case 1 is better in reducing the active power network loss. 2) Case 1, Case 2 and Case 3 reduce the voltage deviation by 55.9%, 55.2% and 54.8%, respectively, and Case 1 can better reduce the voltage deviation. 3) Case 1, Case 2 and Case 3 reduce the voltage stability index by 49.1%, 48.5% and 47.5%, respectively, and Case 1 is more beneficial to optimize the system stability. 4) The advantages of Case 1 in reducing voltage deviation, reducing active power network loss and improving system stability make the comprehensive optimization results of each hour segment optimal.</p>
<table-wrap id="table-3">
<label>Table 3</label>
<caption>
<title>Comparison of optimization results for different cases</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Algorithm</th>
<th>Network loss/kW</th>
<th>Voltage offset/pu</th>
<th align="center">Voltage stability index</th>
<th align="center">Objective function value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>Before optimization</td>
<td>141.68</td>
<td>0.9927</td>
<td>0.0493</td>
<td>&#x2014;</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 1</td>
<td>73.13</td>
<td>0.4378</td>
<td>0.0251</td>
<td>0.1048</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 2</td>
<td>73.62</td>
<td>0.4446</td>
<td>0.0254</td>
<td>0.1130</td>
</tr>
<tr>
<td>Case 3</td>
<td>74.09</td>
<td>0.4485</td>
<td>0.0259</td>
<td>0.1202</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref> shows the results of node voltage comparison after optimization in the 23rd hour segment. As can be seen from <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>, system voltage levels were optimized in different degrees in all three cases. The voltage of all nodes after optimization can meet the power quality requirements, and the voltage quality after optimization in Case 1 is even better.</p>
<fig id="fig-12">
<label>Figure 12</label>
<caption>
<title>Comparison of optimized node voltages</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-12.tif"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-4">Table 4</xref> show the comparison of convergence curves and optimization speeds in the 11th hour segment of the three cases. <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref> shows that the PSO algorithm is prone to fall into local optimality in the late iteration period, mainly due to the low population diversity in the late iteration period. Due to the existence of the access table, the AHA algorithm mainly updates the position of the individual according to the optimal individual in the early optimization, and tracks the position of other individuals according to the length of the visit time in the later period, so as to improve its global optimization ability. Due to the addition of the adaptive mutation operator based on population aggregation degree, the TAMAHA algorithm can maintain excellent population diversity in the late iteration, and has strong global search ability, which reduces the possibility of falling into the local optimal. It can be seen from <xref ref-type="table" rid="table-4">Table 4</xref> that Case 1 has obvious advantages in terms of iteration times and optimization time compared with other cases, and the value of objective function is low. Therefore, the cross-feedback hybrid algorithm represented by Case 1 has better optimization effect and faster optimization speed.</p>
<fig id="fig-13">
<label>Figure 13</label>
<caption>
<title>Convergence curve</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="EE_59559-fig-13.tif"/>
</fig><table-wrap id="table-4">
<label>Table 4</label>
<caption>
<title>Comparison of 3 cases</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Algorithm</th>
<th>Case 1</th>
<th>Case 2</th>
<th>Case 3</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>Number of iterations</td>
<td>12</td>
<td>24</td>
<td>40</td>
</tr>
<tr>
<td>Run time/s</td>
<td>112</td>
<td>256</td>
<td>428</td>
</tr>
<tr>
<td>Objective function value</td>
<td>0.0784</td>
<td>0.0771</td>
<td>0.0745</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec id="s6">
<label>6</label>
<title>Conclusion</title>
<p>The main conclusions of this paper are:</p>
<p>1) Considering the uncertainty of the source load power, this paper establishes a dynamic reactive power optimization model with the minimum active power loss and voltage fluctuation of the distribution network and the optimal voltage stability margin. Simulation results show that the model proposed in this paper can improve the voltage level, improve the system operation stability, and further reduce the active power loss. Therefore, the model proposed in this paper is more suitable for the actual needs.</p>
<p>2) A clustering-local relaxation-correction reactive power optimization decoupling strategy is proposed, which comprehensively considers the influence of new energy output, EV charging load, and residential power load fluctuations, uses the k-medoids clustering algorithm to divide the time period, and then performs static reactive power optimization for each time period. Therefore, the original problem is decoupled to a static reactive power optimization problem, which reduces the difficulty of solving. High reactive power optimization effect can be obtained while CB operation times constraint is satisfied.</p>
<p>3) According to the characteristics of decision variables, the cross-feedback hybrid algorithm formed by the combination of the improved artificial hummingbird algorithm and the genetic algorithm is used to solve the model. The results show that the proposed algorithm has fast optimization speed and strong global search ability and can effectively solve non-convex and nonlinear reactive power optimization problems of mixed integers.</p>
<p>The research focus of this paper is on the space-time decoupling method and the solution algorithm of the model, and the uncertainty processing method is more traditional. Therefore, in future research, more effective uncertainty processing methods need to be further studied.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><title>Acknowledgement</title>
<p>Not applicable.</p>
</ack>
<sec>
<title>Funding Statement</title>
<p>This research was funded by the &#x201C;Research and Application Project of Collaborative Optimization Control Technology for Distribution Station Area for High Proportion Distributed PV Consumption (4000-202318079A-1-1-ZN)&#x201D; of the Headquarters of the State Grid Corporation.</p>
</sec>
<sec>
<title>Author Contributions</title>
<p>The authors contributed significantly to this research paper by: Conceptualizing the problem and designing the methodology, Collecting and processing data on load, wind, PV, and EV charging: Chenxu Wang; Developing and implementing the improved artificial hummingbird algorithm and cross-feedback hybrid optimization algorithm; Analyzing results and drawing conclusions: Rui Yuan; Writing and editing the paper: Jing Bian. All authors reviewed the results and approved the final version of the manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability">
<title>Availability of Data and Materials</title>
<p>The authors confirm that the data used in this study are available on request.</p>
</sec>
<sec>
<title>Ethics Approval</title>
<p>Not applicable.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement">
<title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare no conflicts of interest to report regarding the present study.</p>
</sec>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>1.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sheng</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Duan</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>X</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A lyapunov optimization-based energy management strategy for energy hub with energy router</article-title>. <source>IEEE Trans Smart Grid</source>. <year>2020 Nov</year>;<volume>11</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>4860</fpage>&#x2013;<lpage>70</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSG.2020.2968747</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>2.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Hu</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tian</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <etal>et al.</etal></person-group> <article-title>Agent-based coordinated operation strategy for active distribution network with distributed energy resources</article-title>. <source>IEEE Trans Ind Appl</source>. <year>2019 Jul&#x2013;Aug</year>;<volume>55</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>3310</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIA.2019.2902110</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>3.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mo</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xia</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>M</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Fully-decentralized optimal power flow of multi-area power systems based on parallel dual dynamic programming</article-title>. <source>IEEE Trans Power Syst</source>. <year>2022 Mar</year>;<volume>37</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>927</fpage>&#x2013;<lpage>41</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2021.3098812</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>4.</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kuang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mu</surname> <given-names>XX</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sheng Qin</surname> <given-names>R</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Dynamic reactive power optimization model for a wind farms and energy storage combined system</article-title>. <conf-name>2020 IEEE 20th International Conference on Communication Technology (ICCT)</conf-name>; <publisher-loc>Nanning, China</publisher-loc>; <year>2020</year>. p. <fpage>1625</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ICCT50939.2020.9295876</pub-id></mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>5.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Vijayan</surname> <given-names>V</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mohapatra</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <string-name><surname>Singh</surname> <given-names>SN</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dewangan</surname> <given-names>CL</given-names></string-name></person-group>. <article-title>An efficient modular optimization scheme for unbalanced active distribution networks with uncertain EV and PV penetrations</article-title>. <source>IEEE Trans Smart Grid</source>. <year>2023 Sep</year>;<volume>14</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>3876</fpage>&#x2013;<lpage>88</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSG.2023.3234551</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>6.</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kamel</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ramadan</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ebeed</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xie</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>T</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Assessment integration of wind-based DG and DSTATCOM in Egyptian distribution grid considering load demand uncertainty</article-title>. In: <conf-name>2019 IEEE Innovative Smart Grid Technologies&#x2014;Asia (ISGT Asia)</conf-name>. <publisher-loc>Chengdu, China</publisher-loc>; <year>2019</year>. p. <fpage>1288</fpage>&#x2013;<lpage>93</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ISGT-Asia.2019.8881437</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>7.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Luo</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname> <given-names>JH</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Research on dynamic reactive power optimization decoupling method of active distribution network</article-title>. <source>High Volt Technol</source>. <year>2021</year>;<volume>4</volume>:<fpage>1323</fpage>&#x2013;<lpage>33</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.13336/j.1003-6520.hve.2020005</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>8.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deng</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname> <given-names>X</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Two-stage dynamic reactive power dispatch strategy in distribution network considering the reactive power regulation of distributed generations</article-title>. <source>IEEE Trans Power Syst</source>. <year>2019 Mar</year>;<volume>34</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>1021</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2018.2875032</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>9.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Rather</surname> <given-names>ZH</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Th&#x00F8;gersen</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lund</surname> <given-names>P</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Dynamic reactive power compensation of large-scale wind integrated power system</article-title>. <source>IEEE Trans Power Syst</source>. <year>2015 Sep</year>;<volume>30</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>2516</fpage>&#x2013;<lpage>26</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2014.2365632</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>10.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Deng</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ouyang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xie</surname> <given-names>M</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Multi-objective mixed-integer dynamic optimization method applied to optimal allocation of dynamic var sources of power systems</article-title>. <source>IEEE Trans Power Syst</source>. <year>2018 Mar</year>;<volume>33</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>1683</fpage>&#x2013;<lpage>97</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRS.2017.2724058</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>11.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chi</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>R</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Many-objective robust optimization for dynamic VAR planning to enhance voltage stability of a wind-energy power system</article-title>. <source>IEEE Trans Power Deliv</source>. <year>2021 Feb</year>;<volume>36</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>30</fpage>&#x2013;<lpage>42</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TPWRD.2020.2982471</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>12.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ding</surname> <given-names>T</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yuan</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bie</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeng</surname> <given-names>B</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A two-stage robust reactive power optimization considering uncertain wind power integration in active distribution networks</article-title>. <source>IEEE Trans Sustain Energy</source>. <year>2016 Jan</year>;<volume>7</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>301</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TSTE.2015.2494587</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>13.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liang</surname> <given-names>GK</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>ZJ</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qin</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cui</surname> <given-names>YP</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yin</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>A dynamic optimization model for energy conservation and loss reduction in urban distribution networks with load voltage, capacity, and distribution transformers</article-title>. <source>Power Automation Equipment</source>. <year>2019</year>;<volume>39</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>114</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.16081/j.epae.201911019</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>14.</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Geng</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Harley</surname> <given-names>RG</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qu</surname> <given-names>R</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Load profile partitioning and dynamic reactive power optimization</article-title>. In:<conf-name>2010 International Conference on Power System Technology</conf-name>; <publisher-loc>Zhejiang, China</publisher-loc>; <year>2010</year>. p. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/POWERCON.2010.5666514</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>15.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xiao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>TQ</given-names></string-name>, <string-name><surname>Su</surname> <given-names>P</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Reactive power optimization for time-sharing power systems based on dual population particle swarm optimization</article-title>. <source>Power Grid Technol</source>. <year>2009</year>;<volume>33</volume>:<fpage>72</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>16.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Shadman Abid</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Apon</surname> <given-names>HJ</given-names></string-name>, <string-name><surname>Morshed</surname> <given-names>KA</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmed</surname> <given-names>A</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Optimal planning of multiple renewable energy-integrated distribution system with uncertainties using artificial hummingbird algorithm</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2022</year>;<volume>10</volume>:<fpage>40716</fpage>&#x2013;<lpage>30</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2022.3167395</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>17.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ismail</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wahab</surname> <given-names>NIA</given-names></string-name>, <string-name><surname>Othman</surname> <given-names>ML</given-names></string-name>, <string-name><surname>Radzi</surname> <given-names>MAM</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vijayakumar</surname> <given-names>KN</given-names></string-name>, <string-name><surname>Rahmat</surname> <given-names>MK</given-names></string-name>, <etal>et al.</etal></person-group> <article-title>New line voltage stability index (BVSI) for voltage stability assessment in power system: the comparative studies</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2022</year>;<volume>10</volume>:<fpage>103906</fpage>&#x2013;<lpage>31</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2022.3204792</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>18.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ren</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>H</given-names></string-name></person-group>. <article-title>The strategy selection problem on artificial intelligence with an integrated VIKOR and AHP method under probabilistic dual hesitant fuzzy information</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2019</year>;<volume>7</volume>:<fpage>103979</fpage>&#x2013;<lpage>99</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2019.2931405</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>19.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Yang</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cheng</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ma</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yao</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Dynamic VAR planning methodology to enhance transient voltage stability for failure recovery</article-title>. <source>J Mod Power Syst Clean Energy</source>. <year>2018 Jul</year>;<volume>6</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>712</fpage>&#x2013;<lpage>21</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40565-017-0353-5</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>20.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>JC</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>L</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A hybrid genetic algorithm based on information entropy and game theory</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2020</year>;<volume>8</volume>:<fpage>36602</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2020.2971060</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>21.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Mohammad</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kang,</surname> <given-names>DK</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmed</surname> <given-names>MA</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kim</surname> <given-names>YC</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Energy demand load forecasting for electric vehicle charging stations network based on ConvLSTM and BiConvLSTM architectures</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2023</year>;<volume>11</volume>:<fpage>67350</fpage>&#x2013;<lpage>69</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2023.3274657</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back></article>