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配电网无功优化规划的研究及其软件开发

作　者: 郭明泽
导　师: 章坚民
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 配电网无功优化前推回代潮流算法负荷功率阻抗矩法无功二次精确矩法改进遗传算法
分类号: TM715
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 81次
引　用: 1次
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内容摘要

配电网作为电力系统的重要组成部分，它的安全、可靠、经济运行是电力用户生产生活的重要保障，由于其自身的感性负载多、线路长而复杂等特点，特别是随着经济的发展，配电网中的感性负载急剧增多，从而导致大量的无功在配电线路中流动，这不仅增加线损、耗费电能，给电力公司带来经济损失，而且严重影响人们的生产生活用电品质。改善供电质量、提高电压合格率、降低系统网损的一个重要措施之一，就要对配电网安装无功补偿装置，对无功进行补偿。在配电网哪些位置安装无功补偿装置、无功补偿装置采用何种形式、无功装置的总容量和调节级数如何选择，这就是配电网无功规划的内容。配电网无功规划不能仅凭经验，必须依靠科学、合理的优化方法对其进行优化配置，才能发挥其最大效益。因此针对实际配电网，研究一种行之有效的配电网无功优化方法具有重大意义。本文在对配电网无功补偿的必要性、无功补偿配置原则、无功补偿方式、无功补偿设备等进行深入分析的基础上，综合考虑电压水平、无功补偿投资费用和系统网损效益提出了综合费用最小的目标函数。配电网潮流计算是进行配电网优化分析的基础，选择一种适合的配电网潮流算法可以起到事半功倍的效果，本文设计开发了配电网前推回代潮流算法程序，并通过IEEE33节点配电系统对算法的高效性和正确性进行了验证。通过对配电网无功补偿点选取现状的分析比较，设计开发了负荷功率阻抗矩法的算法程序，提出了负荷功率阻抗矩法与无功二次精确矩法相结合的选点方法并确定无功补偿节点，从而为最优补偿容量的确定起到降维的效果，同时减少了无功补偿设备的投资。本文采用具有较强全局寻优能力优点更多的遗传算法对电容器无功补偿容量进行优化确定，并对遗传算法进行了适合配电网无功优化的改进，选取算例对本文的优化方法进行了计算、分析以及仿真，验证了其在配电网无功优化中的高效性和实用性，应用MATLAB开发了图形化界面软件，提高了配电网无功优化的可操作性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题的研究背景及意义  10-11
  1.2 配电网无功优化问题的研究现状  11-14
    1.2.1 传统无功优化方法  11-12
    1.2.2 人工智能无功优化方法  12-14
  1.3 本文主要工作  14-15
第二章配电网无功优化研究  15-24
  2.1 配电网基本概念  15-16
    2.1.1 电力系统中的配电网  15
    2.1.2 配电网的网络拓扑结构  15-16
  2.2 配电网无功补偿必要性  16-17
  2.3 配电网无功补偿方法  17-21
    2.3.1 配电网无功补偿配置原则  17-18
    2.3.2 配电网无功补偿方式  18-20
    2.3.3 配电网无功补偿设备  20-21
  2.4 配电网无功优化规划数学模型  21-23
    2.4.1 目标函数  21-22
    2.4.2 约束条件  22-23
    2.4.3 求解参数  23
  2.5 配电网无功优化规划数学模型求解  23-24
第三章配电网潮流计算  24-32
  3.1 配电网潮流计算概要分析  24-26
    3.1.1 配电网网络特点  24-25
    3.1.2 配电网潮流计算模型  25
    3.1.3 配电网潮流算法及要求  25-26
  3.2 基于前推回代潮流算法的配电网潮流计算  26-30
    3.2.1 形成潮流计算节点层序的设计  26-27
    3.2.2 前推回代潮流算法的设计  27-29
    3.2.3 前推回代潮流算法流程图  29-30
  3.3 潮流计算算例验证  30-32
第四章配电网无功补偿点选取  32-38
  4.1 配电网无功补偿点选取现状分析  32-33
  4.2 基于负荷功率阻抗矩法的配电网无功补偿点选取  33-36
    4.2.1 负荷功率阻抗矩法的基本原理  33-34
    4.2.2 负荷功率阻抗矩法的计算步骤  34-35
    4.2.3 负荷功率阻抗矩法的流程图  35-36
  4.3 基于负荷功率阻抗矩法与无功二次精确矩法的综合选点  36-38
第五章改进遗传算法在配电网无功优化规划中的应用  38-49
  5.1 遗传算法的产生和发展  38
  5.2 遗传算法概要分析  38-43
    5.2.1 基本原理  39
    5.2.2 基本操作  39-43
    5.2.3 设计原则  43
  5.3 配电网无功优化的遗传算法改进研究  43-47
    5.3.1 染色体编码及产生初始种群的改进研究  43-44
    5.3.2 适应度函数的改进研究  44
    5.3.3 选择操作的改进研究  44-45
    5.3.4 交叉、变异操作的改进研究  45-46
    5.3.5 优化效率的改进研究  46-47
  5.4 基于改进遗传算法的配电网无功优化规划步骤  47-49
第六章算例分析与软件开发  49-64
  6.1 算例分析  49-56
    6.1.1 最大负荷运行方式的无功补偿容量计算及其效果分析  49-51
    6.1.2 一般负荷运行方式的无功补偿容量计算及其效果分析  51-53
    6.1.3 最小负荷运行方式的无功补偿容量计算及其效果分析  53-56
  6.2 软件开发  56-64
    6.2.1 软件设计框图  56-57
    6.2.2 基于 GUIDE 的软件开发  57-59
    6.2.3 软件展示  59-64
第七章结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
附录 1  70-72
附录 2  72-74
附录 3  74-75
详细摘要  75-80

配电网无功优化规划的研究及其软件开发

内容摘要

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