全网优化分布式电压无功综合控制系统研究

论文摘要

配电网是电力系统直接面向用户的重要环节,配电网无功优化对于电力系统的安全运行和用户供电有着重要的作用。电压是电能质量的重要指标之一,而网损也是电能企业的一项重要经济指标。为了提高电压质量,降低电能损耗,本论文针对我国地区电网的状况和特点,对电网电压无功优化控制进行了深入的探索和研究;论文结合国内外的研究现状,分析了变电站无功优化的模型和控制规律。探讨了电压无功优化的算法,利用直接非线性原—对偶内点法寻优求解;同时还提出了分布式控制的电压无功控制模式,并开发出了相应的系统。具体的研究内容包括:1、在变电站各级电压无功综合控制的基础上,提出了一套无功优化计算及分布式控制的理论和方法。其基本思路是:主站通过通信子系统获取各变电站的开关状态和负荷信息;然后利用无功优化模型及扩展内点算法进行全网无功优化计算,提出变电站电压无功控制装置整定方法。同时,根据电网分区分布式并行无功优化的特点,将多Agent技术与算法结合,构建了一种新型的基于多Agent技术的分布式无功电压优化控制系统。本文采用了适合于我国电力系统特点的三级无功电压控制系统组织结构,构建了分层分布式的多Agent系统,介绍了系统的功能和运行机制。2、通过分析电压无功优化研究现状,总结以往优化算法优缺点,得到了当前系统运行对优化算法的要求,即算法应适应电力系统分布、分散的特点,适应电力市场发展的需求,能够快速收敛,数据通信量少,便于实现。针对上述要求,本文建立了电压无功控制的分区等值模型,将大电力系统分解成简单的小的子电力系统,各子系统通过互连节点的联系可以并行求解得到全局无功最优解。3、采用直接非线性原对偶内点算法处理电压无功优化控制这一带有非线性约束的大规模混合整数规划问题,即从内点出发,沿可行方向求出使目标函数值下降的后继内点,再从得到的内点出发,沿另一个可行方向求出使目标函数值下降的内点,重复以上步骤,得出一个由内点组成的序列,使得目标函数值严格单调下降,当满足终止准则时停止迭代。讨论了内点法在求解过程中需要注意的几个问题,即修正步长的选择及障碍因子的确定等。此外还讨论了一种改进的预测校正原对偶内点算法基本原理,即在原对偶内点算法的基础上引入预测及校正环节以充分利用互补松弛条件的二次性,并利用预测过程的结果动态确定向心参数的取值,以较好地协调解的最优性及可行性之间的关系,改善算法的收敛性能。4、根据上述理论,开发了全网优化分布控制式电压无功综合控制系统。该系统在枣庄电网运行期间,获得了很大的社会及经济效益。动态无功补偿有效降低系统线损,改善电能质量,自动有载调压,提高电压合格水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 目前电压无功控制领域发展现状
• 1.2.2 目前无功优化领域发展现状
• 1.3 本论文的研究内容及方法
• 第二章 基于多Agent技术的全网优化分布式电压控制研究
• 2.1 引言
• 2.2 变电站无功综合控制装置原理
• 2.3 VQC电压无功限值的整定计算
• 2.3.1 限值整定的基本原理
• 2.3.2 VQC电压控制限值的整定
• 2.3.3 VQC无功控制限值的整定
• 2.4 多Agent技术在分布式电压无功控制系统中的应用
• 2.4.1 多Agent系统基本概念
• 2.4.2 基于多Agent的电压无功优化控制系统设计
• 2.5 小结
• 第三章 基于EW等值法的电网分区
• 3.1 引言
• 3.2 EW等值法与分区数学模型
• 3.2.1 EW等值法
• 3.2.2 应用EW等值法建立分区模型
• 3.2.3 全网并行无功优化
• 3.4 小结
• 第四章 无功优化模型及内点法的改进
• 4.1 无功优化模型简介
• 4.2 原对偶无功优化算法
• 4.2.1 无功优化的内点法概论
• 4.2.2 原对偶内点法基本原理
• 4.3 障碍因子和修正步长的选择
• 4.3.1 障碍因子的选择
• 2.3.2 修正步长的确定
• 4.4 预测校正原对偶内点法
• 4.5 原对偶内点法在无功优化领域的应用
• 4.6 仿真算例与分析
• 4.7 小结
• 第五章 全网优化分布控制式电压无功综合控制系统
• 5.1 全网优化分布控制式电压无功综合控制系统概述
• 5.2 全网优化分布控制式电压无功综合控制系统功能及创新点
• 5.3 全网优化分布控制式电压无功综合控制系统技术简介
• 5.4.1 电压无功综合自动控制装置装置功能
• 5.4.2 主站优化与控制系统
• 5.4.3 数据库
• 5.5 全网优化分布控制电压无功综合控制系统运行情况简介
• 5.5.1 全网优化分布控制电压无功综合控制系统枣庄供电公司运行情况
• 5.5.2 全网优化分布控制式电压无功综合控制系统的社会经济效益
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文完成的主要工作和结论
• 6.2 今后的研究方向展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表