智能电网的潮流计算及功率优化

论文摘要

电能是现代社会最方便、最重要的能源,合理地利用电能、提高电能质量、减少电能损耗是人们研究的热点问题。电力系统潮流计算就是计算电力系统的稳态运行状态。它是根据给定的运行条件及网络接线确定电力系统的运行状态,是电力系统分析的基础,为电力系统功率优化提供了基础数据。本文着重对电力系统的潮流计算和电力系统的功率优化进行分析研究。首先研究了传统电网的潮流计算方法,针对典型的辐射状配电网络采用基于支路电流的前推回代潮流计算方法,针对典型的环状输电网络采用极坐标形式的牛顿-拉夫逊潮流计算方法,并将两种方法分别应用在通辽地区某配电网和某输电网上进行仿真分析。随后研究了含分布式发电的智能电网的潮流计算。首先分析了分布式电源并网的接口模型,然后对风力发电机建模研究,并以通辽地区含风力发电机的配电网络和输电网络为例,分别应用改进的前推回代法和改进的牛顿-拉夫逊法进行仿真研究。仿真结果表明分布式电源的适当接入可以提升某些节点电压,降低线路损耗。针对电网的动态潮流进行分析研究,提出一种负荷增量动态分配的方法,利用节点功率增量对由负荷变化引起的动态潮流进行分析,并对其进行仿真研究,与传统的潮流计算方法相比计算简单,速度快。最后对电网功率优化问题进行了分析研究。首先介绍了功率优化的模型,随后分析了以发电费用最小为目标函数的有功优化的经典算法和以有功网损最小为目标函数的无功优化的经典算法,最后提出将有领航者的多智能体模型引入到功率优化中,并应用该模型根据等微增率原则对IEEE14节点系统进行有功优化仿真研究,取得了良好的优化效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 电力系统概述
• 1.1.2 智能电网的提出
• 1.2 电力系统潮流计算综述
• 1.2.1 潮流计算的概念和意义
• 1.2.2 潮流计算的数学模型
• 1.2.3 潮流计算的约束条件
• 1.3 本文工作
• 第2章 普通电网的潮流计算分析
• 2.1 简单电力系统的潮流计算
• 2.1.1 单一元件的功率损耗和电压降落
• 2.1.2 开式网络的潮流计算
• 2.1.3 闭式网络的潮流计算
• 2.2 配电网络的潮流计算
• 2.2.1 配电网的结构特点
• 2.2.2 前推回代潮流计算方法
• 2.2.3 基于前推回代法的通辽地区配电网潮流计算及仿真
• 2.3 输电网络的潮流计算
• 2.3.1 输电网的结构特点
• 2.3.2 牛顿-拉夫逊潮流计算方法
• 2.3.3 基于牛顿-拉夫逊法的通辽地区输电网潮流计算及仿真
• 2.4 本章小结
• 第3章 含分布式发电的电网潮流计算分析
• 3.1 分布式发电概述及其对电力系统配电网的影响
• 3.1.1 分布式发电概述
• 3.1.2 分布式发电对配电网影响
• 3.2 分布式电源在潮流计算中的数学模型
• 3.2.1 同步发电机接口模型
• 3.2.2 异步发电机接口模型
• 3.2.3 电力电子变换器接口模型
• 3.3 含分布式发电的电网潮流计算及仿真
• 3.3.1 风力发电机模型
• 3.3.2 含风力发电机的配电网的潮流计算及仿真
• 3.3.3 含风力发电机的输电网的潮流计算及仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 电网的动态潮流计算分析
• 4.1 动态潮流中不平衡功率分配的分析与计算
• 4.1.1 动态潮流中不平衡功率的分配过程
• 4.1.2 系统不平衡功率分配系数的计算
• 4.1.3 功率动态调整的系统的潮流计算
• 4.2 基于负荷变化电网的动态潮流计算仿真
• 4.2.1 负荷动态变化的配电网潮流计算仿真
• 4.2.2 负荷动态变化的输电网潮流计算仿真
• 4.3 本章小结
• 第5章 电网的功率优化分析
• 5.1 电网的有功优化分析
• 5.1.1 有功优化概述
• 5.1.2 有功优化模型
• 5.2 电网的无功优化分析
• 5.2.1 无功优化概述
• 5.2.2 无功优化模型
• 5.3 有领航者的多智能体系统概述
• 5.3.1 多智能体系统概述
• 5.3.2 多智能体系统的一致性
• 5.3.3 有领航者的多智能体系统的数学模型
• 5.4 基于有领航者的多智能体系统模型的功率优化
• 5.4.1 经典法电网功率优化分析
• 5.4.2 基于有领航者的多智能体系统模型的功率优化
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所做工作