城市电网无功补偿优化方案研究

论文摘要

近年来,随着中国电力工业的不断发展,大范围的高压输电网络逐渐形成,各重要企业、商圈、政府机关的形成对电能质量提出了更加高的要求,同时对电网无功功率的要求也日益严格。无功电源如同有功电源一样,是保证电力系统电能质量、降低电网损耗以及保证其安全运行所不可缺少的部分。电网无功功率不平衡将导致系统电压的巨大波动,严重时会导致用电设备的损坏,出现系统电压崩溃事故。无功功率是建立交流电、磁场而需的功率。在有功功率不变的情况下无功功率的存在会使功率因数降低视在功率增大从而需要增大发、输电设备的容量增加投资和电力损耗增加运行费用输电线路压降变大不利于电力的输送与合理应用。由于电力系统中无功功率的有害性,人们很早就对各种无功补偿技术有所认识,并采用各种类型无功补偿装置来控制无功功率。在城市电网中,各种负荷的峰谷差比较大、瞬时变动情况比较频繁,对无功补偿的要求比较高,要做到快速、准确、可靠。如何才能找到最佳的补偿方案寻找最适合城市电网的无功补偿方式是实现电网安全可靠供电的前提。本文通过研究目前各种电力系统无功补偿策略,以上海城市电网为典型案例,针对城市电网的特点设计出VQC无功优化策略,在理论分析的基础上,研究和设计了上海某一中心城区变电站的无功补偿优化方案。通过进化计算对VQC在无功优化策略改进方案上进行了探索和验证,进一步证明了改进无功优化策略对城市电网无功补偿的有效性。同时针对24小时动态负荷,通过两种进化计算分别得出的结果对城市电网无功优化的最终适应性进行了比较。对今后进一步探索城市电网电能质量的优化奠定坚实的基础。本文所做的主要工作有:(1)针对对上海城市电网无功优化策略进行了设计;(2)选取上海中心城区某一变电站对VQC优化策略进行了实践;(3)通过遗传和粒子群两种不同的优化算法对城市无功优化策略算法进行了改进研究,并通过计算的结论,进一步验证了改进无功优化策略的有效性;(4)针对24小时城市电网的动态负荷,通过两种进化计算分别得出的结果对城市电网无功优化的最终适应性进行了比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无功补偿技术的研究意义
• 1.2 无功补偿技术所面临的问题
• 1.3 本文的主要内容和目的
• 第二章 城市电网无功补偿策略的研究
• 2.1 几种不同无功补偿策略的分析
• 2.2 VQC 综合控制策略的研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 城市电网VQC 无功实践控制方案设计
• 3.1 城市电网的特点分析
• 3.2 城市电网VQC 系统组建及实现
• 3.3 城市电网VQC 控制方案设计
• 3.3.1 调节效果的定量
• 3.3.2 调节规则
• 3.3.3 接线方式的自适应
• 3.3.4 控制策略实施
• 3.3.5 效果检验
• 3.4 VQC 控制策略性能评价
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于进化算法的城市电网无功优化研究
• 4.1 城市电网无功优化数学模型
• 4.2 基于遗传算法（GA）的城市电网无功优化研究
• 4.2.1 遗传算法的概述
• 4.2.2 基于遗传算法城市无功综合优化的实现
• 4.2.3 基于遗传算法优化结果及分析
• 4.3 基于粒子群算法（PSO）的城市电网无功优化研究
• 4.3.1 粒子群算法（PSO）的概述
• 4.3.2 基于粒子群算法城市无功综合优化的实现
• 4.3.3 基于粒子群算法优化结果及分析
• 4.4 基于进化算法的城市电网24 时动态无功补偿优化效果验证及对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文的主要工作和结论
• 5.2 进一步研究工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 在攻读硕士学位期间已发表或已录用的论文