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考虑静态电压稳定性的电力系统多目标最优潮流研究

作　者: 蔡智慧
导　师: 唐忠；马士英
学　校: 长沙理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 最优潮流 静态电压稳定 特征结构分析法 连续潮流法 模糊集理论 禁忌搜索算法
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 298次
引　用: 2次
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内容摘要


近年来,由于经济、环境等方面的条件约束和电力市场化的影响,致使电力系统的运行日益接近其稳定极限,系统出现电压失稳的可能性不断增加,而传统的最优潮流优化目标一般为经济性目标,电压稳定性指标仅作为约束条件进行考虑,不能确保系统电压稳定的最优性,因此,如何在最优潮流问题中确保电压稳定的最优性具有重要的现实意义。本文将静态电压稳定指标加入到潮流优化的目标函数中,确定了优化的目标函数为发电成本极小化、无功补偿容量极小化、静态电压稳定裕度极大化,构建了考虑静态电压稳定性的多目标最优潮流的模型。根据两种典型的静态电压稳定分析方法:特征结构分析法和连续潮流法的不同特点,选择以特征结构分析法来获取系统的无功补偿位置,以连续潮流法来求取系统的静态电压稳定裕度。由于传统的优化算法易陷入局部最优点,本文将具有较强的“爬山”能力的禁忌搜索算法引入到最优潮流的计算中。通过对IEEE14节点系统进行多次最优潮流仿真计算,并将计算结果与原对偶内点算法的结果进行比较和分析,验证了禁忌搜索算法具有更好的全局寻优性能,是计算电力系统最优潮流问题的一种有效方法。在考虑静态电压稳定性的多目标最优潮流计算中,考虑到系统运行在重负荷下的现状,首先采用特征结构分析法来确定系统的无功补偿位置,以获取无功补偿容量极小化目标函数表达式中0-1决策变量的取值,在此基础上运用模糊集理论和禁忌搜索算法相结合的方法对此多目标最优潮流问题进行求解。对IEEE 14节点系统进行仿真计算,结果表明所提模型与所用求解方法能有效地实现系统的电压稳定性和经济性的综合最优。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 本课题研究的相关背景  11-12
    1.1.1 最优潮流研究的意义  11-12
    1.1.2 电压稳定研究的意义  12
  1.2 考虑静态电压稳定性的最优潮流研究现状  12-14
    1.2.1 静态电压稳定指标  13
    1.2.2 优化模型  13-14
    1.2.3 优化算法  14
  1.3 论文所做的工作  14-15
第二章 电力系统的最优潮流问题  15-22
  2.1 引言  15
  2.2 电力系统最优潮流的数学模型  15-17
    2.2.1 目标函数  15-16
    2.2.2 等式约束条件  16
    2.2.3 不等式约束条件  16-17
  2.3 电力系统最优潮流算法  17-20
    2.3.1 经典解算方法  17-19
    2.3.2 现代优化方法  19-20
  2.4 本章小结  20-22
第三章 静态电压稳定性分析  22-35
  3.1 引言  22
  3.2 特征结构分析法  22-25
    3.2.1 数学模型  23
    3.2.2 系统雅可比矩阵的特征结构分析  23-24
    3.2.3 特征结构分析法的应用  24-25
  3.3 连续潮流法  25-32
    3.3.1 连续潮流法的基本模型  26-27
    3.3.2 连续潮流法的求解  27-31
    3.3.3 发电机无功出力限制的考虑  31-32
  3.4 静态电压稳定裕度与电压幅值的关系分析  32-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章 具有全局寻优能力的最优潮流算法研究  35-46
  4.1 引言  35
  4.2 禁忌搜索算法  35-39
    4.2.1 禁忌搜索算法的基本思想  36-37
    4.2.2 禁忌搜索算法中几个重要的问题  37-39
    4.2.3 禁忌搜索算法的收敛性  39
  4.3 禁忌搜索算法在最优潮流问题中的应用  39-43
    4.3.1 应用中的几个重要问题  39-42
    4.3.2 用禁忌搜索算法求解最优潮流的步骤和流程图  42-43
  4.4 算例与结果分析  43-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章 考虑静态电压稳定性的电力系统多目标最优潮流  46-55
  5.1 引言  46
  5.2 多目标最优潮流模型  46-48
    5.2.1 目标函数  46-47
    5.2.2 等式约束条件  47
    5.2.3 不等式约束条件  47-48
  5.3 模糊集理论在多目标最优潮流中的应用  48-50
    5.3.1 模糊多目标最优潮流模型  48-49
    5.3.2 最优性隶属度函数的确定  49-50
  5.4 考虑静态电压稳定性的多目标最优潮流仿真分析  50-54
  5.5 本章小结  54-55
结论与展望  55-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
附录 A （攻读硕士学位期间发表论文目录）  63-64
附录 B （攻读硕士学位期间参与相关课题）  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的模拟与计算 > 电力系统的计算
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