地区供电系统动态无功优化研究

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电力系统动态无功优化是电力调度中极其重要的组成部分,它对改善全天电压质量,提高电力系统稳定性,降低有功网损、提高电力部门经济效益具有十分重要的理论意义和现实意义。然后,电力系统无功调度是一个非线性混合整数动态优化问题,非常难于求解。我们需要选择合适的算法以及构建相应的数学模型,来实现动态无功优化计算速度快、效率高、结果精确可靠且满足电网实际运行状况。  文章先以静态离散无功优化作为基础,以内嵌离散惩罚的非线性原对偶内点法和混合粒子群算法作为算法代表。其中为避免二次惩罚函数与壁垒函数之间产生振荡,使优化结果偏离最优解,提出采用SHIN罚函数代替二次罚函数与原对偶内点法相结合的模型。通过MATLAB编程进行算例分析,结果显示在两种算法下都获得了很好的优化结果,但是混合粒子群算法具有计算速度缓慢的先天性缺陷,迭代次数和计算时间远远超过内嵌离散惩罚的非线性原对偶内点法。  随后,文章详细介绍了发电机的实际安全运行极限图,根据发电机无功输出的范围,把发电机运行的区域划分为3个区,并且建立了发电机极限运行时的PQ数学模型。在内嵌SHIN罚函数的原对偶内点优化算法中加入发电机极限运行约束,并通过算例分析说明所提模型的有效性。  最后,文章在前面阐述的无功优化算法和发电机极限安全运行状况的基础上,将全天负荷划分为24个时段,对有载调压变压器分接头和并联电容器组投切的动作次数加以约束限制,建立完整的非线性混合整数动态无功优化模型。模型将全天有功网损值作为一个整体进行优化计算并与静态无功优化作比较。结果表明:动态无功优化获得控制设备动作次数降低是以全网有功功率损耗升高作为代价。随着动作次数限制的不断放宽,动态无功优化的结果也越来越接近静态无功优化。当动作次数达到一定数值时,各约束变量不发生变化,说明此时动作次数约束条件已经失去作用。
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