考虑成本控制的电力系统无功优化

论文摘要

无功优化是研究电力系统的一个重要课题。电力系统无功优化的主要目的,就是通过调节发电机端电压、变压器分接头和并联电容器的补偿容量等控制变量来使无功潮流得到合理的分布,并以此来保持系统的电压水平,提高系统的电压稳定性,并降低系统的有功网损。传统的无功优化模型通常是考虑系统网损最小或者电压质量最好,这在过去的厂网一家的时期是可行的。但是随着电力市场改革的深入,厂网分开,实行竞价上网,发电厂与电网公司成了相对独立的市场主体。在电力市场环境下,各个市场主体实行独立的经济核算,因此他们最关心的是各自的成本和效益。发电厂不再无偿提供辅助服务,电网公司必须为系统所需的有功无功电量付费。所以,传统的优化模型就不再适应电力市场改革的需求,必须寻求更加合理的优化方式来协调各市场主体的利益需求。本文在一般的系统网损最小的优化模型的基础上,提出考虑成本控制的优化模型,该模型同时考虑了系统有功网损和电网公司购买有功无功电量所需的成本费用,让二者达到一个相对的平衡,使得电网的综合经济效益最好。这一模型是建立在无功辅助服务基础上的,是针对电力市场化条件提出的优化模型。故作为提出模型的铺垫,论文先介绍了几个典型的电力市场机制,并讨论了无功定价方式,然后层层深入,引出了本文提出的考虑成本控制的无功优化模型,并对模型涉及的各项内容作了详细说明,包括有功边际电价、有功发电成本、无功发电成本、并联电容器补偿容量成本等的确定。论文简单介绍了几种无功优化算法,如二次规划法、遗传算法、粒子群算法等,并对常用的各种传统优化算法和人工智能算法作了简单的比较分析,最后给出了论文所使用的优化算法的流程。论文最后对本文提出的优化模型进行了验证分析,利用MATLAB平台,对IEEE-30和IEEE-14标准节点系统,用本文所提出的目标函数进行优化分析,得出结果。然后将采用本文优化模型得到的结果与系统网损最小模型的优化结果进行比较,验证本文提出的优化模型的可行性和优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 考虑成本控制的优化模型
• 2.1 系统网损最小的无功优化模型
• 2.2 考虑电压质量的无功优化模型
• 2.3 典型电力无功辅助服务市场
• 2.3.1 美国电力市场
• 2.3.2 英国电力市场
• 2.3.3 澳大利亚电力市场
• 2.4 无功定价分析
• 2.4.1 综合成本法
• 2.4.2 长期边际成本法
• 2.4.3 短期边际成本法
• 2.5 考虑成本控制的无功优化模型
• 2.5.1 数学模型
• 2.5.2 有功边际价格
• 2.5.3 发电机有功报价
• 2.5.4 发电机无功报价
• 2.5.5 并联电容器无功补偿成本
• 2.6 本章小结
• 第3章 无功优化算法
• 3.1 传统优化算法
• 3.1.1 二次规划法
• 3.1.2 传统优化算法总结分析
• 3.2 人工智能优化算法
• 3.2.1 遗传算法
• 3.2.2 粒子群算法
• 3.2.3 人工智能算法总结分析
• 3.3 本文算法流程
• 3.4 本章小结
• 第4章 算法验证分析
• 4.1 IEEE-30系统算例分析
• 4.2 IEEE-14系统算例分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文