基于全网分区的多目标分布式无功优化

论文摘要

电力系统无功电压运行优化是电力系统的核心问题之一,是实现电力系统最优资源配置,提高系统的安全性和经济效益的重要手段,在现代化的能量管理系统(EMS)中占有重要地位。本文详细探讨了全网无功电压优化的算法、实用化和实现方案。具体的研究内容包括:1.基于电网分区的分布式并行无功优化算法。对于单目标无功电压优化,根据实际电网分区情况,采用分解协调法复制各分区的边界节点,建立分解协调模型,采用增广拉格朗日法将求分解协调模型的极小值问题转化为求增广拉格朗日函数的鞍点问题,然后采用辅助问题原理分解变量和增广拉格朗日函数,从而将全网无功电压优化问题分解为多个分区的分布式并行优化问题。对于多目标的无功优化问题,首先用分解协调法,将全网的多目标无功优化问题转化为求解各个分区的多目标无功优化问题。对于各分区的多目标无功电压优化问题。采用梯形模糊隶属度函数,将每一个目标模糊化,求解多个目标函数最小隶属度的最大化问题,从而将多目标优化问题转化为单目标问题。辅助问题原理将原问题分解为多个并行求解的子问题,缩小了问题的规模,降低了问题的复杂程度,建立了一个用于分布式并行优化的计算框架。并且各分区可根据具体情况自主选择优化算法,本文采用直接非线性原—对偶内点法进行优化计算,计算速度快,准确率高。2.多分区电网分布式并行优化中全网节点电压参考相角的一致性问题研究。在使用分解协调法和辅助问题原理进行分布式并行无功优化计算过程中,各分区为保持相对独立性,一般采用本地参考相角计算。针对多分区电网分布式并行无功优化中全网节点电压参考相角的一致性问题,本文通过把本地相角与其在全网中的相角经本地参考相角联系起来,在辅助问题原理中分离本地变量和本地参考相角,得到了新的分布式并行优化算法。3.根据基于电网分区的分布式并行无功优化算法的特点,本文将该算法与多Agent技术相结合,讨论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。基于多Agent技术的分布式无功电压优化系统的研究,更加丰富和完善了电力系统无功电压优化的理论和方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 无功电压优化算法的发展
• 1.3 内点法在无功电压优化中的应用
• 1.4 多Agent技术在无功优化中的应用
• 1.5 本文的研究内容及方法
• 第二章 多分区电网分布式并行无功优化
• 2.1 引言
• 2.2 无功优化问题的数学模型
• 2.3 多分区的多目标分解协调模型
• 2.3.1 多分区的分解协调模型
• 2.3.2 多目标无功优化分解协调模型
• 2.4 基于辅助问题原理的并行无功优化
• 2.4.1 辅助问题原理
• 2.4.2 基于APP的并行无功优化
• 2.5 子系统优化问题的原-对偶内点法求解
• 2.6 算例
• 2.6.1 单目标无功优化算例
• 2.6.2 多目标无功优化算例
• 2.7 小结
• 第三章 全网节点电压参考相角的一致性研究
• 3.1 引言
• 3.2 多平衡节点协调
• 3.3 基于本地和全网电压参考相角的分布式并行优化
• 3.4 算例
• 3.5 结论
• 第四章 基于多Agent技术的分布式无功电压优化控制系统
• 4.1 引言
• 4.2 多Agent技术
• 4.3 基于多Agent技术的分布式无功电压优化控制系统
• 4.3.1 系统结构
• 4.3.2 系统结构中Agent的分类和功能
• 4.3.3 系统运行机制
• 4.3.4 仿真算例
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文完成的主要工作和结论
• 5.2 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