含小水电接入的区域配电网电压问题分析与优化控制研究

摘要

面对日益增长的节能减排压力和譬如雾霾等严峻环境污染问题，小水电作为技术成熟、经济性高的清洁能源，具有强大的发展潜力。但是，小水电接入的配电网通常为负荷分散、供电半径大的配电网，在丰水期小水电满发，配电网电压将被抬高;而在枯水期小水电出力小，由于供电线路过长，又将导致线路末端电压偏低。本文对含小水电接入的区域配电网电压特性、电压调节、电压优化等方面展开了研究工作，主要研究工作包括如下几点:
　　(1)分析含小水电接入的区域配电网电压特性。本文将配电网简化为一个变电站节点和小水电负荷节点，由已知的首端节点电压、末端功率大小和线路阻抗推导线路压降的数学模型，从而解释小水电接入配电网后会产生的电压偏高或偏低的现象，并对比分析了小水电接入配电网前后的电压特性。
　　(2)研究含小水电接入的区域配电网电压调节措施。针对含小水电接入的配电网在丰水期部分节点电压越出上限、枯水期部分节点电压越出下限问题，本文提出线路调压器调压、小水电机组运行方式调压、并联无功补偿设备调压、更换输电线路调压和调节变电站出口电压调压等多种调压措施，深入研究这些调压措施的调压原理，详细分析它们特点及优缺点，并构建了一个6节点的简单配电网，分析这些调压措施的实际调压效果。
　　(3)建立含小水电接入的区域配电网电压优化模型，并给出求解方法。本文对采用线路调压器、小水电运行方式和调节变电站出口电压三种措施进行组合调压的含小水电接入的配电电压优化问题，以各节点电压和系统潮流为约束，以线路有功损耗最小为目标，建立含小水电接入的配电网电压优化模型。为求解该非线性优化问题，本文选择原对偶内点法进行求解，推导了求解该模型的详细过程，给出模型的修正方程系数项矩阵和修正方程参数项矩阵。
　　(4)开发《含小水电接入的配电网电压优化》软件。为应用提出的含小水电接入的区域配电网电压优化方法，开发了《含小水电接入的配电网电压优化》软件。软件适用于采用线路调压器、改变小水电机组运行方式和调节变电站出口母线3种措施组合调压的含小水电接入的配电网电压优化问题，对配电网在不同运行场景下存在的电压偏高或偏低问题给出相应的调压建议，经验证软件有着良好的调压效果。本软件基于C++语言使用Qt Creator集成开发环境开发，由南瑞ON3000区域电网智能调度辅助决策自动化系统调用执行。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 小水电发展现状

1．3 国内外研究现状

1．4 本文的主要工作

1．5 论文组织结构

第二章 含小水电接入配电网的电压特性分析及调整

2．1 含小水电接入配电网的电压特性分析

2．2 含小水电接入配电网的电压调节措施

2．2．1 线路调压器调压

2．2．2 小水电机组运行方式调压

2．2．3 并联无功补偿设备调压

2．2．4 更换输电线路调压

2．2．5 调节变电站出口电压调压

2．3 含小水电接入配电网的电压调节效果

2．3．1 小水电接入前配电网电压

2．3．2 小水电接入后配电网电压

2．3．3 采用不同调压措施后配电网电压

2．3．4 不同调压措施对比分析

2．4 本章小结

第三章 基于原对偶内点法的含小水电接入配电网电压优化

3．1 含小水电接入的区域配电网电压优化模型

3．2 原对偶内点法算法介绍

3．3 含小水电接入的区域配电网电压优化模型原对偶内点法实现

3．3．1 电压优化模型

3．3．2 修正方程系数矩阵

3．3．3 修正方程常数项矩阵

3．3．4 线路调压器处理

3．4 本章小结

第四章 含小水电接入的配电网电压优化软件开发

4．1 引言

4．1．1 软件概述

4．1．2 开发环境与工具介绍

4．1．3 运行环境ON3000简介

4．2 可行性研究

4．2．1 技术可行性

4．2．2 操作可行性

4．3 用户需求分析

4．4 软件设计

4．4．1 软件逻辑结构设计

4．4．2 软件功能描述

4．5 软件算例测试

4．5．1 小水电参数设置

4．5．2 调压器参数设置

4．5．3 调压计算与结果

4．6 本章小结

第五章 遂川戴家埔七岭线配电网电压优化调节

5．1 戴家埔七岭线配电网

5．2 未优化前七岭线配电网电压特性

5．3 丰小方式下的电压优化调节仿真

5．4 枯大方式下的电压优化调节仿真

5．5 七岭线配电网的电压优化调节建议

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文