论文题目: 电力系统无功电压控制中的改进优化方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电力系统及其自动化
作者: 周任军
导师: 段献忠
关键词: 无功优化,序列二次规划,信赖域,遗传算法,调控次数,调度决策
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电力系统无功优化控制是保证电力系统安全、经济运行和提高电能质量的重要内容,无功电压优化的算法是无功优化控制系统中的核心,对优化速度和质量起着重要的作用。因此,论文在实时无功优化控制系统的开发中选择优化算法作为主要的研究内容。为了实时优化中快速可靠求得最优解,提出了一种新的基于信赖域搜索的全局序列二次规划的无功优化算法,将信赖域搜索和序列二次规划方法有机结合,可以高效处理约束,具有可靠的收敛性能和较高的求解精度,并可获得数学意义上的全局最优解。采用非精确的方向分解法计算信赖域子问题,对初始解要求不高,可逐步提高相容性,直到在最优点满足可行性条件,有效地解决了无功优化中的不可行问题。针对无功优化不等式约束具有变量界约束的特点,提出了基于界约束的信赖域内极小问题求解的无功优化方法,直接处理界约束不等式,避免了问题规模的扩大和优化求解中的高消费,通过无约束信赖域子问题求解内极小问题,加快了迭代收敛速度,采用截断共轭梯度法的信赖域近似计算方法,可有效地处理大规模的无功优化问题。针对优化中的局部最优解和离散变量问题,采用遗传算法并对操作进行了变参改进,改善了搜索性能,加快了计算速度; 对于遗传算法固有的最优解的随机性问题,设置随机解评价和筛选的调控阈值,调整相关参数和优化进程。为了改善算法的随机搜索性能和提高全局搜索能力,采用和改进了基于遗传算法-模拟退火-禁忌搜索的混合优化策略,GA 并行搜索作为外循环结构,内循环中设置温度值,对新种群执行SA 操作和引入禁忌搜索策略以避免无效的重复搜索。对无功优化的全周期调度简化处理,提出了计及设备调控成本和设备调控次数的实时无功优化新模型及其方法。计及了全调度周期所有节点的负荷情况,提出了分两阶段的计算思路,预优化计及全周期结果,实时优化计算中以此为基础,引入了设备动作活性因子,并对在实际运行中起不同作用的调控设备,设置了调控成本调节系数。为了协调网损和设备调控等目标之间的关系,改善全系统的综合调控效果,将决策理论引入无功电压的实时调度,提供了良好的人工干预实时决策环节。提出了基于模糊互补层次分析法的调度权重方法和基于局部状态变权的惩罚型变权方法,获得了与实际调度情况相适应的系统优化满意结果。理论研究和系统运行情况表明,所提出的优化算法、模型和改进的方法,在电力系统电压无功优化控制领域具有一定的创新性和良好的实用性。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 无功电压优化算法的研究现状
1.3 全调度周期的无功优化方法的研究现状
1.4 本文的主要工作及章节安排
2 无功电压优化问题模型及灵敏度矩阵
2.1 引言
2.2 问题描述及其数学模型
2.3 电网功率损耗函数
2.4 梯度和灵敏度矩阵
2.5 小结
3 基于信赖域搜索的SQP 无功优化算法
3.1 引言
3.2 全局收敛的SQP 方法
3.3 基于信赖域搜索的SQP 方法
3.4 方向分解法的信赖域子问题解法
3.5 无功优化的信赖域SQP 算法和不可行问题
3.6 算例结果及分析
3.7 小结
4 带有界约束的信赖域内极小问题的无功优化算法
4.1 引言
4.2 不等式约束的处理与界约束非线性优化问题的算法收敛性
4.3 带界约束的增广Lagrangian 函数的内极小问题
4.4 界约束的信赖域内极小算法步骤及流程
4.5 无功优化的计算结果
4.6 小结
5 变参操作改进搜索的遗传算法无功优化方法
5.1 引言
5.2 算法、操作及步骤
5.3 遗传算法的变参改进操作
5.4 计算结果比较
5.5 小结
6 GA-SA-TS 混合优化策略的无功优化算法
6.1 引言
6.2 混合优化策略
6.3 基于GA-SA-TS 混合策略的优化算法流程
6.4 模拟退火算法的操作和改进
6.5 禁忌搜索改进算法搜索要素及流程
6.6 计算算例
6.7 小结
7 计及调控成本和动作次数的无功优化策略
7.1 引言
7.2 预优化及设备调控活性因子
7.3 考虑调控成本和调控次数的实时优化控制
7.4 实时优化解和动作阈值
7.5 优化策略中系统运行及计算流程
7.6 算例及分析
7.7 小结
8 模糊互补标度层次分析和变权综合法
8.1 引言
8.2 基于模糊互补标度AHP 的调度权重
8.3 实时控制策略中的多目标变权和局部状态变权
8.4 算例说明
8.5 小结
9 无功电压综合优化控制系统开发和应用
9.1 引言
9.2 无功电压综合控制系统的设计思想和主要功能
9.3 无功电压综合控制系统的实现
9.4 系统硬件配置和软件开发
10 全文总结
10.1 总结
10.2 有待进一步开展的工作
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的论文目录
附录2 攻读博士学位期间参加的相关课题
发布时间: 2006-04-05
参考文献
- [1].地区电网无功优化控制的研究[D]. 耿光飞.中国农业大学2003
- [2].基于新型进化算法和微机集群的电力系统并行无功优化研究[D]. 梁才浩.华中科技大学2006
- [3].大型互联电力系统分布式并行无功优化的研究[D]. 曹立霞.山东大学2005
- [4].基于粒子群体优化算法的电力系统无功优化研究[D]. 张文.山东大学2006
- [5].负荷建模及其无功优化算法的研究[D]. 王振树.天津大学2009
- [6].农村配电网无功优化智能技术研究[D]. 谭东明.沈阳农业大学2011
- [7].风电并网的无功优化控制及其数模混合仿真研究[D]. 付超.华北电力大学2012
- [8].电力系统智能无功优化及准实时无功/电压控制的研究[D]. 李亚男.华北电力（北京）大学2002
- [9].考虑不确定性因素的电力系统电压稳定与无功优化问题研究[D]. 李鸿鑫.华中科技大学2013
- [10].基于外网等值的多区域电力系统无功优化计算[D]. 刘志文.华南理工大学2011