基于NSGA-Ⅱ算法的含分布式电源配电网优化研究

摘要

随着化石能源短缺和环境污染等问题的日益严重，分布式电源（DG，Distributed Generation）因具有环保、高效等优点而获得了快速的发展。但是随着大量DG的接入，配电网由原来的无源网络转变为电源和用户互联的有源网络，所以DG的接入会给配电网的运行带来一定的影响。为了改善含DG配电网的运行性能，本文分别利用配电网重构和无功优化对含DG的配电网进行多目标优化研究。
　　本文通过对各种DG运行特性的分析，将其分别等效为PQ、PQ(U)、PI、PV四种类型的节点。由于前推回代法潮流计算无法直接处理PV节点，本文利用无功修正的方法对其进行改进，算例仿真结果表明改进后的算法可以有效处理含各种 DG配电网的潮流计算，并且快速、稳定。以网损最小和负荷均衡度最小为目标函数建立了含DG配电网的多目标重构模型。为了减少不满足配电网拓扑约束的不可行解的数量，本文提出了基于环路的编码、交叉、变异操作和不可行解的判断方法；为了解决重构时因拓扑结构经常变化而导致的潮流计算困难的问题，本文提出了节点分层的方法。将采用上述操作的NSGA-Ⅱ算法分别应用于含各种DG和不含DG配电网的多目标重构模型，仿真结果表明重构后的网络优化效果显著。将无功出力可独立调节的DG与传统的无功优化手段相结合，以网损最小和电压偏移量最小为目标函数建立了含DG配电网的多目标无功优化模型。通过合适的编码和解码方式来实现对连续变量和离散变量的同时处理，然后将NSGA-Ⅱ算法应用于上述模型的求解，仿真结果表明合理利用 DG的无功调节能力可以更好的改善配电网的运行性能。采用的NSGA-Ⅱ算法每次运行可以得到一组最优解，决策者可以从中进行选择，避免了权重法在优化前就必须给出权重值的盲目性，仿真结果验证了NSGA-Ⅱ算法求解多目标重构和多目标无功优化问题的可行性。

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1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 配电网运行优化研究现状

1.3 配电网多目标优化求解方法

1.4 本文主要工作

2 含DG配电网的潮流计算

2.1 DG的潮流计算模型

2.2 含DG配电网的前推回代法

2.3 算例分析

2.4 本章小结

3 NSGA-II算法

3.1 遗传算法

3.2 多目标优化问题

3.3 NSGA-II算法

3.4 本章小结

4 含DG配电网的多目标重构

4.1 多目标重构模型

4.2 编码、交叉、变异

4.3 潮流计算节点分层

4.4 基于遗传算法的单目标重构

4.5 基于NSGA-II算法的多目标重构

4.6 本章小结

5 含DG配电网的多目标无功优化

5.1 DG无功出力分析

5.2 多目标无功优化模型

5.3 基于NSGA-II算法的多目标无功优化

5.4 本章小结

6 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录