电力系统电压无功运行优化是实现电力系统最优资源配置,提高系统的安全性和经济效益的重要手段。本文探讨了全网电压无功优化的算法、分区、实用化和实现方案。针对目前电压无功优化算法存在的不足,根据电力系统分布、分散的特点,采用了基于图论的电网分区算法,在子区内利用直接非线性原—对偶内点法寻优求解。将该算法与多Agent技术相结合,建立了基于多Agent技术的分布式电压无功优化系统的设计方案。具体的研究内容包括: 1.本文采用直接非线性原对偶内点算法处理电压无功优化控制这一带有非线性约束的大规模混合整数规划问题,即从内点出发,沿可行方向求出使目标函数值下降的后继内点,再从得到的内点出发,沿另一个可行方向求出使目标函数值下降的内点,重复以上步骤,得出一个由内点组成的序列,使得目标函数值严格单调下降,当满足终止准则时停止迭代;讨论了内点法在求解过程中需要注意的几个问题,即修正步长的选择及障碍因子的确定等;此外还讨论了一种改进的预测校正原对偶内点算法基本原理,即在原对偶内点算法的基础上引入预测及校正环节以充分利用互补松弛条件的二次性,并利用预测过程的结果动态确定向心参数的取值,以较好地协调解的最优性及可行性之间的关系,改善算法的收敛性能。 2.一个好的分区方法应该使得同一区域内的节点之间联系紧密,而不同区域的节点之间联系较弱,各区域的节点数目相差不大,边界节点数目少。为此,本文根据电压无功控制的特点,提出了快速最大匹配电网分区算法,该算法包括两部分:(1)定义节点之间的电气距离,电气距离反映了节点之间电压影响的强弱,然后采用上升分级分类法对电网进行初始分区,将电气距离近的节点划分到同一个区域;(2)在第一部分的基础上,采用改进的多块图形分割算法依次减少各区域边界节点的数量,对每一个区域电网都进行如下的减少边界节点数目的反复迭代计算:构造与区域电网边界节点集相应的偶图,搜索偶图的最大匹配,根据边界节点集中非饱和节点集重新划分控制区域。 本文将图论中的多块图形分割算法应用于电压无功控制的电网分区中,并且通过对图形分割理论的研究,得到并证明了几个重要的推论,在此基础上对多块图形分割算法加以改进,使其在一次迭代中能够尽可能多地减少边界节点,同时也减少了迭代次数,使算法的计算速度得到了显著的提高。本章所提出的电网分区算法适用于大规模电力网