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借鉴单纯形法思想的城市高压电网无功优化

作　者: 赵晓铎
导　师: 王克文
学　校: 郑州大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 城市高压电网 拟牛顿法 单纯形法 无功优化
分类号: TM714
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 41次
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内容摘要


电力系统无功优化是通过调节电网中的无功控制设备来改变无功潮流在网络中的分布,以达到降损节能和改善电压质量的目的。因此,无功优化问题的研究,既有理论意义,又有实际应用价值。无功优化问题是一个多变量、多约束的混合整数规划问题。描述电容器组的投切和变压器分接头状态的变量均为离散变量,因此,使优化问题的求解非常复杂。本文考虑在城市高压电网中的影响程度,将变压器分接头档位和电容器状态分别处理,通过优化电容器组的投切状态来减小有功损耗,调节变压器分接头来满足网络的电压质量。通过调节电容器组的投切状态,来减小全网的有功损耗。具体实现时,先采用拟牛顿法计算补偿节点的无功需求,进行归整,作为进一步优化电容器组投切状态的初值。鉴于单纯形法在求解线性规划问题时,具有算法可靠、速度快的明显优势,因此将单纯形法基点转换的基本思想引入非线性无功优化。在进行“基点”转换时,将补偿节点的无功灵敏度大小作为选择“进基、出基”变量的依据,通过计算比较目标函数的值,确定电容器组投切状态,使电容器组的状态不断趋向最优。综合无功优化以计及设备调节代价的综合费用为目标函数,整个过程分为静态优化和综合优化两个阶段进行。静态优化时不计各时段之间的相互影响,借鉴单纯形法思想优化电容器组投切状态,同时,确定变压器分接头中低压侧的调整范围。综合优化时对电容器组和变压器分接头进行24小时内的状态协调。综合优化的运行结果给出24小时内的总体调整方案,包括各时段电容器投切状态和变压器分接头档位,以及优化后的综合经济指标等。试算表明通过优化可提高系统运行的综合经济性,大大减少控制设备的投切次数。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 无功优化  10-22
  1.1 无功优化  10-11
  1.2 电力系统无功优化方法分析比较  11-17
    1.2.1 线性规划  12
    1.2.2 非线性规划  12-14
    1.2.3 混合整数规划  14
    1.2.4 动态规划  14-15
    1.2.5 模拟退火  15-16
    1.2.6 专家系统  16
    1.2.7 遗传算法  16
    1.2.8 神经网络  16-17
  1.3 用于电压控制的设施和手段  17-19
    1.3.1 发电机  17
    1.3.2 变压器  17-18
    1.3.3 并联电容器组  18
    1.3.4 静止补偿器  18
    1.3.5 并联电抗器  18
    1.3.6 改善线路参数  18-19
  1.4 几种调压方法的比较和应用  19-20
  1.5 本文的主要工作  20-22
2 单纯形方法  22-28
  2.1 单纯形方法的原理  22
  2.2 单纯形算法  22-26
    2.2.1 基本可行解的转换  22-25
    2.2.2 基的含义  25-26
  2.3 单纯形法思想  26-27
  2.4 总结  27-28
3 电容器组投切状态优化  28-38
  3.1 拟牛顿法最优潮流  28-33
    3.1.1 拟牛顿法最优潮流概述  28-29
    3.1.2 最优潮流的目标函数  29-30
    3.1.3 最优潮流的约束条件  30-31
    3.1.4 拟牛顿算法  31-32
    3.1.5 拟牛顿法确定电容器组状态  32-33
  3.2 灵敏度系数的计算和应用  33-35
    3.2.1 灵敏度系数计算  33-35
    3.2.2 无功灵敏度系数的应用  35
  3.3 电容器组投切状态调节  35-37
    3.3.1 单纯形法思想应用的实质  35-36
    3.3.2 调节电容器组状态的实现  36
    3.3.3 算法改进  36-37
  3.4 总结  37-38
4 综合无功优化  38-50
  4.1 研究背景  38-41
    4.1.1 综合无功优化的现状  38-40
    4.1.2 电力系统综合优化的意义  40-41
  4.2 综合无功优化的模型  41-43
    4.2.1 目标函数  41-42
    4.2.2 约束条件  42-43
  4.3 综合无功优化的实现  43-46
    4.3.1 静态无功优化  43-44
    4.3.2 变压器分接头的确定  44-45
    4.3.3 综合无功优化  45-46
  4.4 算例分析  46-49
  4.5 总结  49-50
5 结论与展望  50-52
  5.1 结论  50-51
  5.2 展望  51-52
参考文献  52-56
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文  56-57
致谢  57

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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 > 负荷分析
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