基于蚁群算法的分布式潮流控制器最优投切研究

摘要

21世纪以来，随着社会与经济的发展、技术的进步以及人类对电力依赖程度的加大，用户对电能的需求与电能质量的要求日益增加，也因此对电网提出了更高的要求。因此，智能电网应运而生。潮流控制也日渐成为电力系统规划与运行中的巨大难题。为了解决这一难题，近年来柔性交流输变电设备成为研究的热点。在柔性交流输电系统中，多种潮流控制装置陆续被研究出来。
　　分布式潮流控制器是由统一潮流控制器所派生出来的，将统一潮流控制器中的串并联侧变换器之间用于功率交换的公用直流电容去除，在控制器的串联侧采用了分布式串联补偿技术。使用三次谐波通过输电线路取代被去掉的公用直流电容实现串联侧与并联侧之间的功率交换，构成了一种分布式潮流控制方法，对输电线路的无功功率的补偿优化提供了一种可靠的方法。近些年来，为了对无功补偿装置进行优化，多种优化算法取得了非常好的效果。本文将蚁群算法应用于分布式潮流控制器的串联侧变换器的投切中，对系统进行无功优化起到了很好的效果。
　　潮流计算是电力系统的基本计算。本文为了简化计算过程，将文中所用到的IEEE9节点系统导入ETAP软件中，ETAP软件能够根据所设定的各个参数，准确计算出电力系统中的潮流，并不需要额外的计算，简化了计算过程，并产生报表性的输出。
　　本文在PSCAD/EMTDC中搭出仿真模型，假设在所有的线路中均安装有分布式潮流控制器，将系统设置在一定的负荷条件下，对系统的每一个负荷节点增加一个相同的阶跃扰动，利用蚁群算法获得各个扰动下的对应的分布式潮流控制器串联侧变换器投切序列。对比各种扰动下所得到的投切序列，逐次循环排除，得到最优的投切序列，并对所得到的最优控制序列进行验证，最终得到最优的补偿序列，从而提高输电线路传输能力，使系统的电压偏差较小，保证较好的电能质量，同时避免人力和物力的浪费，提高电力系统运行经济性。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2 潮流控制器的国内外研究现状

1.3 优化算法在电力系统中的应用现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 DPFC的基本结构和工作原理

2.1 DPFC的基本结构

2.2 DPFC的基本原理

2.3 DPFC的功率特性

2.4 DPFC功率平衡分析

2.5 DPFC的控制范围

2.6 本章小结

第3章 DPFC的模型与控制器设计

3.1 DPFC的建模

3.2 DPFC的控制策略

3.3 本章小结

第4章 基于蚁群算法的DPFC的最优投切

4.1 蚁群算法简述

4.2 目标函数

4.3 DPFC串联侧投切的最佳蚂蚁图与参数设计

4.4 本章小结

第5章 仿真结果与分析

5.1 IEEE9节点模型建立

5.2 DPFC最优投切方案设计

5.3 仿真结论

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献