配电网无功优化与控制研究

论文摘要

配电网处于电网的末端,普遍存在着负荷分散且波动较大、供电半径长、功率因数低、无功功率不足等问题,线路电能损失和电压损失相当严重。对其进行无功优化可以直接提高负荷点电压质量,减少线损,提高供电企业的经济效益。本文重点研究了配电网无功优化算法,在此基础上设计开发了配电网无功优化系统,并对无功优化控制方式进行了研究。论文主要内容包括:1、对配电网无功优化的研究内容和特点进行了分析,并采用了以系统网损最小和电压质量合格为目标的无功优化数学模型,分析总结了无功优化算法、软件和控制方式的研究现状。2、为了提高算法的全局收敛性和保持个体的多样性,本文将小生境技术引入到遗传算法中,并将其应用于无功优化。针对配电网无功优化特点,在编码方式、终止准则、个体距离判别标准等方面对算法作了改进。采用IEEE30节点等多个系统验证了算法,优化结果表明算法在保持群体多样性、提高搜索效率和优化效果等方面都具有良好的性能。3、设计开发了配电网无功优化系统,系统对高、中、低压配电网统一管理,包含图形系统、无功优化规划、运行分析与控制(设备运行状态分析和无功优化控制)和报表等几大模块。系统在两个实际的县级配电网中得到应用。通过实例应用表明系统功能完善,具有实用价值。4、提出了适合配电网特点的“分层协调”无功优化方法和三级协调的分布式电压无功控制方式,借助调度自动化系统的“四遥”功能,充分利用技术上己成熟的VQC,从全网角度进行电压无功优化控制,实现电压合格率最好和网损最小的综合优化目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 配电网特点
• 1.3 无功优化的基本概念
• 1.4 无功优化的数学模型
• 1.5 无功优化的特点
• 1.6 无功优化方法研究现状
• 1.7 无功优化软件现状
• 1.8 无功优化控制研究现状
• 1.9 主要工作
• 第2章 基于改进小生境遗传算法的无功优化方法
• 2.1 引言
• 2.2 遗传算法
• 2.3 小生境遗传算法
• 2.4 算法改进
• 2.5 算法应用步骤
• 2.6 IEEE30节点仿真算例
• 2.7 其它仿真算例
• 2.8 小结
• 第3章 配电网无功优化系统与应用
• 3.1 引言
• 3.2 系统目标与设计
• 3.3 系统功能
• 3.4 系统接口
• 3.5 应用案例
• 3.6 小结
• 第4章 配电网无功优化控制方式研究
• 4.1 引言
• 4.2 分级电压无功控制
• 4.3 分级协调优化方法
• 4.4 分布式电压无功控制系统
• 4.5 控制流程
• 4.6 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 问题及展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表或录用论文
• 致谢