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无功优化在节能降损示范县建设中的应用研究

作　者: 鄂广全
导　师: 姚李孝
学　校: 西安理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 无功优化节能型电网启发式技术遗传算法
分类号: TM714.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 22次
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内容摘要

随着电力工业的飞速发展,配电网规模日益扩大,对配电网运行的经济性和电能质量提出了更高的要求。进行配电网无功优化控制是提高电能质量、降低网络损耗的有效措施。配电网无功优化是指在给定负荷和固定网络结构的情况下,通过调整系统中发电机的无功出力、有载调压变压器的分接头档位以及并联无功补偿装置等控制变量,在保证各母线电压合格的前提下,使得电网运行的有功网损最小。配电网无功优化在数学上可转化为带等式和不等式约束的非线性混合优化问题,用优化方法求得该问题的解,从而可获得系统的最佳运行点。因此,配电网无功优化对于提高电网电压质量、减小网损,实现节能型电网具有重要的现实意义和显著的经济效益。遗传算法是基于自然选择原理和自然遗传机制上的一种自适应优化搜索方法,它对计算参数通过二进制编码进行操作,不必考虑求解函数是否可导、可微、线性,从群体出发在整个空间搜索全局最优解,算法具有内在的自组织性、自适应性、自学习性及并行性,给出的结果是离散化的解,符合变压器分接头调整和电容器组投切的实际过程。因此,近年来在配电网无功优化得到了广泛应用。本文采用启发式技术和遗传算法的配电网无功优化,并将其应用于节能降损示范县建设中,针对陕西商洛供电局洛南分局电网现有实际情况,选择古灵线和古三线作为具体研究对象,通过潮流计算掌握现有电网运行的薄弱环节,然后建立数学模型进行基于启发式技术和遗传算法的配电网无功优化,给出了满足典型运行方式下合理电压水平的无功配置方案,通过对洛南电网古灵线、古三线的电容器投切状况进行了优化计算,结果表明了所提方法的正确性和有效性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1. 综述  8-20
  1.1 我国电网网损的现状及与发达国家的差距  8-10
    1.1.1 我国网损的现状  8-9
    1.1.2 发达国家网损的现状  9-10
    1.1.3 差距及节能潜力分析  10
  1.2 研究的目的和意义  10
  1.3 洛南电网概况  10-17
  1.4 洛南电网现状分析及具体研究对象的选取  17
  1.5 本文的主要工作  17-20
2 无功优化问题的数学模型  20-28
  2.1 无功优化的研究现状  20-24
  2.2 现有无功优化的数学模型  24-26
  2.3 本章小结  26-28
3 洛南电网(古灵线、古三线)运行情况分析  28-54
  3.1 线路拓扑图  28-30
  3.2 负荷分类  30-32
    3.2.1 负荷分类的一般原则  30-31
    3.2.2 洛南电网(古灵线、古三线)的负荷分类  31-32
  3.3 潮流求解方法简介  32-38
    3.3.1 元件的数学模型  33-35
    3.3.2 潮流计算问题的数学模型  35-37
    3.3.3 潮流计算的牛顿法  37-38
  3.4 古灵线运行状况分析  38-45
    3.4.1 全年最小负荷情况运行状况分析  38-40
    3.4.2 全年最大负荷情况运行状况分析  40-42
    3.4.3 全年平均负荷情况运行状况分析  42-45
  3.5 古三线运行状况分析  45-52
    3.5.1 全年最小负荷情况运行状况分析  45-47
    3.5.2 全年最大负荷情况运行状况分析  47-49
    3.5.3 全年平均负荷情况运行状况分析  49-52
  3.6 洛南电网(古灵线、古三线)存在的主要问题  52-53
    3.6.1 古灵线存在的主要问题  52
    3.6.2 古三线存在的主要问题  52-53
    3.6.3 古灵线及古三线低压配网存在的问题  53
  3.7 本章小结  53-54
4 基于启发式技术和遗传算法的配电网无功优化  54-66
  4.1 无功补偿的数学模型  54-55
    4.1.1 目标函数  54-55
    4.1.2 约束条件  55
  4.2 基于启发式技术的无功补偿点选择  55-59
    4.2.1 第一种补偿点选择方法  56-58
    4.2.2 第二种补偿点选择方法  58-59
  4.3 基于改进遗传算法的无功优化  59-65
    4.3.1 遗传算法的基本原理  59-62
    4.3.2 基于改进遗传算法的无功优化  62-65
  4.4 本章小结  65-66
5 古灵线及古三线的无功补偿配置方案  66-76
  5.1 古灵线无功优化方案  66-70
    5.1.1 轻负荷情况下(08年10月)各时段补偿点位置及补偿容量的确定  66
    5.1.2 重负荷情况下(08年8月)各负荷水平补偿点位置及补偿容量的确定  66
    5.1.3 平均负荷情况下(08年6月至08年10月)各负荷水平补偿点位置及补偿容量的确定  66-67
    5.1.4 方案确定  67
    5.1.5 无功优化后古灵线运行状况分析和技术经济分析  67-70
  5.2 古三线无功优化方案  70-74
    5.2.1 轻负荷情况下(08年10月)各时段补偿点位置及补偿容量的确定  70
    5.2.2 重负荷情况下(08年8月)各负荷水平补偿点位置及补偿容量的确定  70-71
    5.2.3 平均负荷情况下(08年6月至08年10月)各负荷水平补偿点位置及补偿容量的确定  71
    5.2.4 方案确定  71-72
    5.2.5 无功优化后古三线运行状况分析和技术经济分析  72-74
  5.3 针对末端电压高的电抗器投切原理  74-75
  5.4 利用无功优化建设节能型电网流程图  75
  5.5 本章小结  75-76
6 结论及展望  76-78
  6.1 结论  76
  6.2 展望  76-78
致谢  78-80
参考文献  80-84
在校期间发表论文和参与科研  84

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