含分布式电源的配电网多目标电压无功优化研究

【摘要】随着能源危机和环境恶化,越来越多的分布式电源并入配电网运行,但分布式电源的并网会使得配电网原有的电网结构及其运行方式发生较大的变化,一些传统的无功优化模型和优化算法由于其自身的局限性,已经不适用于含有多分布式电源的无功优化中。所以,如何建立含分布式电源的配电网无功优化模型和寻找与其相适应的优化算法已成为众多研究人员的共同目标。本文首先简要介绍了传统配电网的接线方式以及其运行方式,归纳出各种配电网的接线都可以使用辐射型接线方式来进行等效的结论,并确定其潮流计算方法为前推回推法。由于本文所研究的分布式电源为小水电,通过对小水电的运行方式以及其接入配电网所带来的影响进行简要概述,根据小水电的特点建立含小水电的配电网无功优化模型。由于无功优化的目标选取了有功网损最小和电压偏差最小,所以本文以两个目标的优化问题对Pareto最优解的概念进行详细介绍,通过擂台赛法构造非支配解集,使用拥挤距离对非支配解进行裁剪并以拥挤距离最大的解作为全局最优解来引导搜索,最终形成解均匀分布的Pareto最优边界。在无功优化算法方面,本文选取了粒子群算法和“教与学”优化算法进行介绍,在对两种算法的优缺点、改进以及其在无功优化中的应用进行详细介绍之后,结合粒子群算法的寻优能力和“教与学”优化算法多样性搜索的优点,提出了适用于本文无功优化模型的改进粒子群算法。为验证以上模型和算法的可行性,本文将以某市含小水电的配电线路进行无功优化。首先对该市两条无小水电和含小水电的线路进行潮流分析,计算结果表明本文所使用的潮流计算方法对配电网的潮流计算是可行的。接着结合文中所阐述的三种算法分别对含小水电的线路进行无功优化,通过对三种算法的优化结果进行比较分析,可以得出改进后的粒子群算法具有更好的优化效果,可以获得较为全面的Pareto最优曲线,即获得更为全面的优化解集以供决策者进行选择,对实现含小水电配电网的降损调压以及经济运行具有很好的理论指导价值。
【作者】史浩宇；
【导师】彭显刚；
【作者基本信息】广东工业大学，电气工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】配电网；多目标无功优化；小水电；Pareto最优解；改进粒子群算法；

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