中压馈线无功规划优化实用方法研究

论文摘要

电力系统无功规划优化能有效降低网络损耗,提高系统电压合格率,降低投资和运行费用。合理的无功配置是电力系统安全经济运行的必要条件,一方面,无功备用不足会造成系统电压的普遍偏低;另一方面,过多的无功备用不仅会带来额外的投资,而且倒送的无功功率可能会增加系统的损耗。因此,研究如何进行无功补偿,减少无功功率在传输中引起的损耗具有重要意义。首先,本文提出一种多负荷水平下中压馈线电容器优化配置新算法。将配电网系统负荷分为大、中、小3个水平。在大负荷水平下,根据本文推导的新公式计算节点补偿容量上限并由此确定无功补偿初始解(包括待补偿点位置及其补偿容量),其中各节点补偿容量上限考虑了补偿经济收益和电压约束,并且电压约束在已有工作基础上增加了主变有载调压影响,对现有的方法进行了改进。在中、小负荷水平下,基于大负荷各节点补偿方案采用解析法及专家经验求得其电容器的合理投切容量,实现了各补偿点电容器在不同负荷水平下的有效配置。然后,对两种常用电能损耗估算方法(最大负荷损耗时间法和分时段潮流损耗计算法)用于中压馈线无功规划优化进行了比较研究,指出最大负荷利用小时数偏小时,两种方法得出的补偿方案偏差较大,利用目前普遍使用的最大负荷损耗时间法得出的补偿结果将产生较大的误差。因此,研究分时段潮流损耗计算法应用于中压馈线的无功规划优化具有重要的意义。其次,在不需要直接知道规划期负荷自然功率因数的情况下,提出一种规划态中压配网无功补偿的简捷估算方法,解决了长期以来忽略规划态负荷功率因数的问题。首先根据规划导则,基于现状年的有功无功度量表求得现状年的合理无功补偿度,然后基于该补偿度对规划期所需无功补偿总量进行估算,巧妙和有效地回避了规划期的负荷功率因数难于直接获得的问题。最后,提出的算法已应用于若干典型算例,结果表明了本文方法的有效性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 配网无功规划优化基础
• 1.1.1 无功规划优化的目的和意义
• 1.1.2 无功补偿基本原则
• 1.1.3 无功补偿方式
• 1.2 配网无功规划优化方法的发展历史和现状
• 1.3 本文研究内容
• 2 中压馈线无功规划优化模型
• 2.1 元件模型
• 2.2 中压馈线无功规划优化模型
• 2.2.1 目标函数
• 2.2.2 约束条件
• 2.2.3 适应度函数
• 2.2.4 中压馈线无功规划优化模型简化
• 2.3 本章小结
• 3 多负荷水平下中压馈线无功规划优化算法
• 3.1 算法基础
• 3.1.1 遗传算法简介
• 3.1.2 节点编号方法
• 3.2 初始种群确定
• 3.2.1 大负荷水平下初始解生成
• 3.2.2 中、小负荷水平下电容器投切容量确定
• 3.2.3 中、小负荷水平下网络损耗减小量近似计算
• 3.3 基于遗传算法的初始种群进化
• 3.4 多负荷水平下中压馈线电容器优化配置流程
• 3.5 算例
• 3.6 本章小结
• 4 两种电能损耗估算方法用于无功规划优化的比较研究
• 4.1 电能损耗计算方法
• 4.1.1 最大负荷损耗时间法
• 4.1.2 分时段潮流损耗计算法
• 4.1.3 误差分析
• 4.2 算例1
• 4.3 算例2
• 4.4 本章小结
• 5 一种规划态中压配网无功补偿估算方法
• 5.1 总体思路
• 5.2 各中压馈线合理无功补偿度及其无功规划
• 5.3 高压配变合理无功补偿度及其无功规划
• 5.4 算例
• 5.4.1 现状分析
• 5.4.2 无功规划
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录