基于内点割平面法的电力系统无功优化

论文摘要

电力系统无功优化是一个包含大量连续变量和整数变量的复杂的混合整数非线性规划问题,保证求解的质量和速度是此类的难点。本文初始优化模型以网络损耗最小为目标函数,以无功补偿设备出力、发电机端电压和可调变压器变比为控制变量。本文运用内点割平面法来求解此类问题。该方法分三个步骤:(1)将无功优化模型线性化处理,采用内点法解出次优解;(2)从次优解中判断基变量,从而根据基变量产生割平面;(3)依次循环上述步骤,直至满足求解条件为止。本文对上述方法进行了推导分析,迭代计算的计算量很少,能综合考虑发电机机端电压、无功补偿点补偿无功、可调变压器变比等各种影响无功潮流的因素,并对标准节点进行计算验证了算法的有效性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 无功优化的研究现状及存在的主要问题
• 1.2.1 无功优化的研究现状
• 1.2.2 无功优化在无功/电压控制中的应用现状
• 1.2.3 无功优化存在的一些问题
• 1.3 本文论文的主要研究内容
• 第2章 电力系统各种无功优化方法
• 2.1 电力系统无功优化的常规算法
• 2.1.1 非线性规划法
• 2.1.2 线性规划法
• 2.1.3 动态规划法
• 2.1.4 混合整数规划法
• 2.2 电力系统无功优化的新型算法
• 2.2.1 模拟进化法
• 2.2.2 遗传算法及其引申算法
• 2.2.3 其他模拟进化算法
• 2.3 其他新型算法
• 第3章 无功优化的线性化模型
• 3.1 概述
• 3.2 无功优化线性化模型
• 3.3 本文算法的模型
• 3.4 求解灵敏度系数的三种方法的比较
• 3.4.1 增广雅克比矩阵法
• 3.4.2 摄动法
• 3.4.3 潮流雅可比矩阵直接变换法
• 第4章 电力系统无功优化线性规划算法
• 4.1 求解线性规划的单纯形法
• 4.1.1 单纯形法的发展历程和基本思想
• 4.1.2 单纯形法的具体推导过程
• 4.2 线性规划的复杂性分析
• 4.3 求解线性规划的内点算法
• 4.3.1 Karmarkar的投影尺度算法
• 4.3.2 仿射尺度算法
• 4.3.3 基于对数壁垒函数的原—对偶内点算法
• 4.4 割平面法
• 4.4.1 纯整数割平面法
• 4.4.2 混合整数的割平面算法
• 4.4.3 内点割平面法中基系数矩阵的确定办法
• 第5章 无功优化的具体实施步骤
• 5.1 潮流计算数据库
• 5.2 路径跟踪法在内点割平面法中应用
• 5.3 路径跟踪法流程图
• 5.4 简化处理
• 5.5 网络参数的修正
• 5.6 无功优化的流程框图
• 第6章 算例分析
• 6.1 Ward&Hale6节点系统优化结果分析
• 6.2 IEEE14节点系统优化结果分析
• 6.3 IEEE30节点系统优化结果分析
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间的研究成果