基于线性规划算法的电力系统无功优化及策略研究

摘要

电力系统无功优化是一个非常复杂的非线性规划问题，在满足特定的电力系统运行条件和安全约束下，通过调整系统中可利用的控制变量实现预定目标最优。发展至今，无功优化的应用领域已十分广泛。针对不同的应用，无功优化模型可以选择不同的控制变量和状态变量、不同的目标函数和约束条件。 本论文以非线性无功优化模型为基础，建立基于线性规划无功优化模型，对线性规划无功优化问题进行详细研究。其内容主要为： (1)介绍无功优化的定义、无功优化的研究现状以及求解无功优化的各种方法。 (2)在非线性无功优化模型的基础上，建立基于线性规划无功优化模型，并详细介绍利用线性规划法求解无功优化的程序流程。 (3)对于线性规划法无功优化的基础——灵敏度系数，本论文重点介绍了三种求解灵敏度系数的方法，即增广雅可比矩阵求逆法、摄动法以及雅可比矩阵直接变换法。 (4)从电力系统的特点和线性规划需要的角度出发，说明了对函数约束进行筛选的必要性，并介绍了具体的函数约束筛选策略。 (5)关于在迭代优化过程中出现的函数约束越限和目标函数值上升现象，本论文详细分析函数约束越限原因和目标函数值上升原因，并提出了一套较为合理的处理措施。 本论文以Ward&Hale-6、IEEE-14和IEEE-30节点系统为算例，进行了算例的测试与分析比较，算例结果验证了线性规划法求解无功优化的方法简单有效、收敛可靠、方便实用以及优化效果明显。