文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
电力系统无功电压优化
姓名:陈韶昱
申请学位级别:硕士
专业:电气工程
指导教师:方鸽飞
20040501
浙江大学电气工程学院硕士学位论文电力系统无功电压优化
摘要
无功电压优化控制是减少电网损耗、保持电压稳定性、提高电力系统安全性
和经济性的有效措施。无功电压优化是个非线性、多变量、多约束和多目标的优
化问题。本文在总结常用的电力系统无功电压优化方法的基础上,建立了以网损、
电压质量和无功潮流分布为目标函数的数学模型。
遗传算法是一种基于自然选择和进化机制而形成的一种自适应全局优化算
法,它非常合适处理离散的、多变量的组合优化问题。本文介绍了遗传算法的基
本原理和数学机理,然后对基本遗传算法作了一些改进,劳将改进的遗传算法应
用到节点系统进行验证。测试结果表明改进遗传算法对解决无功电压优
化问题非常有效和可靠。
关键词:无功电压优化,遗传算法,电力系统。
浙江大学电气工程学院硕士学位论文电力系统无功电压优化

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浙江大学电气工程学院硕士学位论文电力系统无功电压优化
第一章绪论
无功电压优化的目的和意义
随着科学技术的不断进步和经济的不断发展,电能已成为一种最重要的能
源;具有易于大量生产、集中管理、长距离输送、环保等优点,与国民经济和人
民生活患息相关,被广为利用。
现代电力系统不断向超高压、长距离、大容量的方向发展,随着系统规模越
来越大、电网结构越来越复杂,在提高了经济性的同时,电力系统安全稳定运行
的问题越来越突出;因为电网越庞大、电压等级越高,事故造成的后果越严重。
如何保证大电嘲的安全稳定经济运行已成为目前研究的重点,无功电压优化就是
其中重要的一个方面。
所谓电力系统无功电压优化是指在满足各种运行约束条件的同时,用尽可能
少的无功功率投入或尽量少的无功补偿设备投资来达到最大限度改善电压质量、
确保系统安全稳定、降低网损等目的。电力系统无功电压优化问题可分为规划优
化和运行控制优化两类;规划优化是指优化无功补偿设备的安装位置、类型、容
量,以达到节省投资费用和降低网损等目的;运行控制优化是指在已有无功补偿
设备的条件下,根据实际系统负荷、潮流、电压的变化,按照预定的无功电压优
化方案调整无功补偿设备的投切和主变压器分接头的档位,以达到电压合格、潮
流分布合理、网损最小、运行费用最少等目的。本文所涉及的无功电压优化是指
运行控制优化。
电力系统无功电压优化可分为无功潮流优化和系统电压控制两部分内容,但
实际上二者又是互相影响、密不可分的,这是由电力系统无功功率一节点电压之
间的密切关系决定的。一方面节点电压有效值大小对无功功率的分布起决定作
用,线路中传输的无功功率大小近似与线路两端节点电压有效值之差大小成正
比,无功功率从节点电压高的一端流向节点电压低的另一端,节点电压有效值的
变化将使流经线路的无功功率随之发生变化,即系统节点电压的变化会引起无功
功率潮流的变化。另一方面无功功率对系统电压水平起决定性影响,根据系统负
荷的无功功率一电压特性,无功功率随电压上升蕊增加,随电压下降而减小,当
系统无功功率不足时各节点电噩下降,负荷从系统吸取的无功功率减小;如果系
统内有大量无功功率流动,还会造成途经的各个节点电压下降,网损增加。
电力系统无功功率容量和分布是否合理直接影响电力系统的安全稳定运行。
一方面无功功率不足时系统电压下降会引发电压崩溃等事故,如年纽约大
停电事故、年法国大停电事故、年东京大停电事故等国际上的大面积
停电事故究其根本原因都是负荷高峰时系统无功备用容量不足、运行中对电压~
无功问题没有给予充分重视,电压持续下降而引起电压崩溃造成系统瓦解和大范
围的停电。得到的教训是系统应有一定的无功紧急备用容量,以便在事故状态下
能使中枢点电压维持在一定水平。另一方面无功功率过剩将引起系统电压升高,
使设备绝缘受到威胁甚至引发绝缘击穿造成事故。同时大量无功功率在系统中流
动不仅要增加有功损耗、占用输电线路和设备的容量、产生线路电压降影响电压
质量,而且降低了系统的稳定性。因此对系统中的无功功率必须加以控制,合理
安排无功补偿和调节设备的容量和安装位置,限制无功功率在系统中的流动,尽
浙江大学电气工程学院硕士学位论文电力系统无功电压优化
量按照无功分层、分区、就地平衡的原则处理。
然而由于电力系统长期存在重视有功电源建设、忽视无功补偿问题的思想,
以及设备技术水平、管理水平、