输电系统短期无功规律分析与研究

论文摘要

输电系统的无功规律分析是实现全网的自动电压控制(AVC)的基础工作,AVC的目标是使传统分散的电压、无功控制变成协调、统一的控制,这样做的好处是无庸质疑的,它在保证电压水平的前提下,减少系统损耗,同时使系统的无功资源达到优化配置和利用。AVC的实现需要把握无功、电压变化规律,因此如何进行无功变化规律的分析对当前的电网电压、无功控制是非常有意义的。 把握无功功率变化规律其着眼点应该放在节点上,同时要注重:有功和无功之间的牵制关系,电压和无功之间的依赖关系即无功的电压静态特性,就可以预测无功的变化规律。因此,只要能对未来某一周期内电网各节点的无功变化规律进行较准确的预测,实现电网无功、电压的自动控制才有真正的意义,因为只有这样才能实现向前看的能力,作到减少损耗、保证电压水平的同时,避免控制设备频繁的切换,也才可能作到参与实时控制的设备尽可能的少。 本文正是在这一背景下,以某省级电网为研究对象,在研究了基于频域分解的负荷变化规律的平稳性分析的基础上,通过对有功、无功及功率因数之间的牵制关系以及牵制关系的总体与个体的变化规律的分析,提出了节点无功短期变化规律预测的总体构架。并以全网负荷有功功率总量预测为基础,间接分析节点负荷有功功率变化规律、节点功率因数变化规律、无功的电压静态特性规律,由此实现节点无功功率变化规律的预测。在算法方面,基于以上分析,针对总体、个体的有功和无功以及它们之间牵制关系的特点,提出了借助改进后的BP算法和成熟的时间序列分析技术作为建模工具。为了提高预测效果,使其更加的准确、快速、实用,本文在对这两种算法的机理和特点做了详细介绍的基础上,针对单一的BP算法在解决复杂问题时难以实现理想的效果这一问题,将BP算法与非线性优化理论中一些更有效的方法紧密结合,使BP算法的性能获得改善。 本文对以上理论进行了尝试性的研究和软件编制,经实际电网应用、分析取得较好效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 目的和意义
• 1.2 现状和存在的问题
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 BP算法及改进和时间序列分析
• 2.1 概述
• 2.2 标准的BP算法
• 2.2.1 算法的原理
• 2.2.2 训练样本集
• 2.2.3 网络的结构
• 2.2.4 网络的训练
• 2.2.5 传统BP算法的优、缺点
• 2.3 BP算法的改进与比较
• 2.3.1 几种典型的改进算法
• 2.3.1.1 DFP法的迭代公式
• 2.3.1.2 BFGS法的迭代公式
• 2.3.1.3 变度量法的性质
• 2.3.1.4 GN-BFGS法
• k的几种常用方法'>2.3.2 选取步长α_k的几种常用方法
• 2.3.2.1 非精确的一维搜索
• 2.3.2.2 精确的一维搜索
• 2.3.2.3 定步长
• 2.3.3 算例及结果
• 2.4 时间序列分析及算法
• 2.4.1 AR模型
• 2.4.2 MA模型
• 2.4.3 ARMA模型
• 2.4.4 判断模型类型
• 2.4.5 ARMA模型的参数估算
• 2.4.6 适用性检验
• 2.5 小结
• 第三章 负荷变化规律及其牵制分析
• 3.1 负荷变化规律的平稳性分析
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 负荷变化规律性和预报误差的内在联系
• 3.1.3 基于频域分解的负荷规律性评价方法
• 3.2 有功、无功、功率因数以及电压之间的牵制关系
• 3.3 总体与个体的牵制关系的规律分析
• 3.4 节点无功短期变化规律预测的总体构架
• 3.5 规律性分析的算例及其分析
• 3.6 小结
• 第四章 节点无功短期变化规律预测模型和算法
• 4.1 输电系统有功功率总量预测模型和算法
• 4.1.1 粗估预测日负荷的总体水平
• 4.1.2 样本数据的选取和标准化
• 4.2 节点无功的电压静态特性规律拟合模型和算法
• 4.2.1 无功电压静态特性的定义
• 4.2.2 无功的电压静态特性的拟合模型和算法
• 4.3 节点有功预测和功率因数预测模型和算法
• 4.4 节点无功功率预测模型和算法
• 4.4.1 综合预测模型的有关定义
• 4.4.2 近似综合最优预测模型
• 4.5 算例及其分析
• 4.5.1 全网有功总量预测
• 4.5.2 节点有功预测
• 4.5.3 节点无功预测
• 4.6 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢