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基于综合灵敏度的无功规划优化研究

作　者: 阮解琼
导　师: 王建兴
学　校: 昆明理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 无功规划优化 电网分区 综合灵敏度 无功补偿节点
分类号: TM715
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


无功规划是电力系统规划中一个重要的方面,关系到整个系统的安全稳定运行和经济运行。无功规划优化包含两方面的内容：确定无功补偿节点和各个补偿节点的补偿容量。无功功率补偿的效果是和安装地点密切相关的,因此本文研究了采用灵敏度指标结合电网分区的选择无功补偿候选节点的方法。由于电力系统电压/无功优化控制中要求分层、分区,无功补偿应尽量就地平衡,因此在选择无功电源配置节点时先将电网进行分区,然后在各个分区中选择部分负荷节点进行无功补偿,这样也克服了按灵敏度排序选点多为相邻节点的缺点。无功补偿与系统网络损耗和节点电压有紧密关系,分别体现了无功补偿电源的经济和安全价值。本文在电网分区的基础上,依据潮流方程推导出各负荷节点无功变化对系统有功网损的灵敏度和节点的电压灵敏度,依据这两个灵敏度定义了综合灵敏度,然后在各个分区中选择综合灵敏度大的负荷节点作为候选无功补偿点,达到在所选择的候选无功补偿节点进行无功补偿时对系统网损的降低和节点电压水平的改善均有效的目的。同时也使无功电源配置分层分区,使所选节点不是相邻节点,避免了无功在电网中的远距离传输。不同的目标函数可得到不同的补偿配置方案。本文建立了以目标年的年支出费用为最小的目标函数,应用“电网分区—综合灵敏度”方法选出的候选无功补偿节点作为初始解空间,以缩小优化时的搜索范围,提高优化速度,然后利用遗传算法对目标函数进行求解,所得结果就是规划目标年最佳的无功补偿节点和各个补偿节点的无功补偿容量。本文还建立了考虑规划期不同年份,不同无功补偿要求及负荷的多种变化情况下的无功规划的数学模型,并给出了事故检验的数学模型。最后,本文以IEEE39节点系统为例,采用所提出的方法对目标年进行无功规划优化计算,结果表明该方法的正确性及有效性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 本文选题背景  8-9
  1.2 无功规划优化的意义  9-12
  1.3 无功规划优化在国内外的研究和发展现状  12-18
    1.3.1 数学规划方法  13-16
    1.3.2 新型优化算法  16-18
  1.4 本文主要工作  18-20
第二章 无功补偿节点选择的理论基础  20-30
  2.1 无功补偿装置  20-22
  2.2 无功补偿的基本原理及作用  22-25
    2.2.1 无功补偿与网损  22-23
    2.2.2 无功补偿与电压  23-25
  2.3 选择无功补偿节点的原则及传统方法  25-29
    2.3.1 无功规划的原则  26-27
    2.3.2 选择无功补偿节点的传统方法回顾  27-29
  2.4 小结  29-30
第三章 基于电网分区—综合灵敏度的无功补偿节点选择  30-44
  3.1 基于电网分区—综合灵敏度选择无功补偿节点  30-31
  3.2 灵敏度分析  31-36
    3.2.1 有功损耗/无功灵敏度  33-35
    3.2.2 电压/无功灵敏度  35
    3.2.3 综合灵敏度  35-36
  3.3 电网分区  36-42
    3.3.1 电网分区方法综述  36-39
    3.3.2 向上分级合并归类的电网分区  39-42
  3.4 算例  42-43
  3.5 小结  43-44
第四章 无功规划优化问题及模型  44-54
  4.1 目标年无功规划优化数学模型  44-48
    4.1.1 目标函数  44-45
    4.1.2 约束条件  45-46
    4.1.3 约束条件的处理  46-48
  4.2 基于遗传算法的无功规划优化  48-52
    4.2.1 遗传算法概述  48-49
    4.2.2 遗传算法在无功规划优化中的应用  49-52
    4.2.3 基于遗传算法的电网无功规划优化流程  52
  4.3 小结  52-54
第五章 考虑多种因素的无功规划优化研究  54-58
  5.1 考虑多种因素的无功规划的数学模型  54-55
  5.2 事故检验模型  55-57
  5.3 小结  57-58
第六章 算例分析  58-66
  6.1 计算结果  58-64
    6.1.1 候选无功补偿节点确定  58-63
    6.1.2 补偿结果  63-64
  6.2 计算结果分析与结论  64-65
  6.3 小结  65-66
第七章 总结与展望  66-67
  7.1 总结  66
  7.2 展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-73
附录  73-76
  在学期间发表的学术论文  73-74
  算例原始数据  74-76

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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 > 理论与分析 > 电力系统规划
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