基于PSASP的兖矿电网无功规划优化

论文摘要

电力系统无功优化对于保证系统安全、经济运行有重要意义,是提高电力系统电压质量的重要措施之一。无功优化规划的目的是在城网规划、负荷预测、变电站选址、网络规划几部分工作的基础上,确定无功补偿设备的安装位置与容量,确保电网在不同负荷水平及不同运行方式下都能满足一定的运行条件,通过调整变压器机端电压,调节变压器抽头以及投切电容器等无功补偿装置,使得无功功率实现就地平衡,从而减少远距离输送无功功率引起的有功损耗,实现经济运行。由于无功优化规划问题从数学角度上分析是一个混合整数规划问题,从实际意义上看具有投资和运行两种不同类型的约束和变量且有耦合关系,所以利用Bender’s分解可以将无功优化规划问题分解为投资子问题和运行子问题,通过两个问题间的迭代求解。本文在前人工作基础上,利用Bender’s分解技术把无功优化规划问题分解为投资和运行两个子问题,并利用内点法中的原—对偶仿射尺度法求解运行子问题。电力系统仿真软件以数学模型代替实际电力系统,用数值方法对系统的运行特性进行试验和研究,它已经成为电力系统研究人员不可缺少的工具。在电力系统的规划、设计和运行中,电力系统仿真软件可以用来确定规划方案、拟定运行方式、整定自动装置的控制参数、进行事故分析和辅助运行人员做出正确的决策,大大提高电网的运行效率。本文采用中国电力科学研究院研发的电力系统综合分析软件包PSASP6.2作为仿真和计算工具,结合灵敏度分析,深入分析了兖矿电网结构。根据无功优化的特点,针对企业高压配电网仿真计算的建模方法进行了有益的尝试,改进了在研究企业内部电网时系统变电所的数学模型和利用PSASP建模时分裂绕组变压器的模型。实际仿真计算证明,本文提出了方法是可行的,取得了满意的结果。

论文目录

• 目录
• 主要符号说明
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 无功规划优化基本概念
• 1.2.1 无功优化规划的数学模型
• 1.2.2 基于Bender's分解的无功优化规划
• 1.3 无功规划优化研究现状
• 1.3.1 无功补偿点及容量的确定
• 1.3.2 优化算法
• 1.4 本文所使用的研究工具及所作工作
• 1.4.1 本文所使用的研究工具——电力系统分析综合程序PSASP6.2
• 1.4.2 本文所作的主要工作
• 2 矿区电网潮流分析与无功规划
• 2.1 矿区电网概况
• 2.2 潮流分析
• 2.2.1 潮流计算
• 2.2.2 电力电量平衡分析
• 2.3 基于灵敏度分析的无功规划
• 2.3.1 网损对节点补偿容量的灵敏度
• 2.3.2 灵敏度系数应用
• 2.3.3 准确计算方法
• 2.3.4 根据有功网损灵敏度物理意义分析
• 2.3.5 灵敏度分析结果
• 3 基于PSASP的电网无功优化模型与算法
• 3.1 数学模型
• 3.2 内点线性规划法
• 3.2.1 线性化模型
• 3.2.2 求解线性规划问题的原—对偶仿射尺度内点算法
• 3.3 基于PSASP最优潮流的电网无功优化建模
• 3.3.1 基于PSASP电网数据库的建立
• 3.3.2 PSASP最优潮流特点及流程
• 4 矿区电网无功优化结果及其分析
• 4.1 优化计算结果
• 4.1.1 优化前后网损对比
• 4.1.2 优化前后节点电压对比
• 4.1.3 优化前后发电量对比
• 4.1.4 优化前后变压器变比
• 4.1.5 兖矿电网优化后补偿容量
• 4.2 网损分析
• 4.3 矿区电网无功规划建议
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 附录
• 附录A 兖矿电网最大运行方式潮流计算结果
• 附录B 兖矿电网小负荷运行方式潮流计算结果
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表