在线无功优化控制系统的实用组合算法及策略研究

摘要

在线无功优化控制系统是保证系统安全、经济运行的一项有效手段，是降低网损、提高电压质量的重要措施。因此，无功优化问题的研究，既有理论意义，又有实际应用价值。 无功优化问题是一个多变量、多约束的混合整数非线性规划问题，其操作变量既有连续变量又有离散变量，使得优化过程十分复杂。本文分析了遗传算法在处理离散变量和原对偶内点法处理连续变量的优势，提出一种基于设备动作优先级并利用遗传算法和原对偶内点法的解耦组合算法思路，通过IEEE-30节点系统仿真验证了该解耦组合算法的可行性。 为了满足无功优化在线控制的要求，需要对算法以及控制两部分制定实用化改进策略。算法的实用化策略分为：①改进遗传算法策略，即构造实用的目标函数，对遗传算法的适应度函数和群体多样性的保持进行改进，提高算法的全局收敛能力和收敛速度；②组合算法的协调策略，即利用短期负荷预报，对未来一天系统负荷水平进行分段，根据负荷水平确定的无功补偿控制设备动作优先级，以此来确定组合算法的实现思路。控制策略分为算法实用化控制策略和闭环安全控制策略。 基于改进遗传算法以及实用化策略，研发了目前处于开环运行的黑龙江省调主站AVC系统。详细地介绍了整个系统的架构、功能模块、软件界面。优化结果分析表明，该系统实用性强，控制设备动作合理，离散设备动作次数少，能有效地提高电网的电压合格率和降低电网损耗。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2无功优化算法的研究现状

1.2.1线性规划法

1.2.2非线性规划法

1.2.3遗传算法

1.2.4内点算法

1.2.5组合算法

1.3无功优化算法问题以及论文的选题依据

1.4论文的主要研究内容

第二章无功优化基本概念及补偿理论

2.1引言

2.2无功补偿控制设备

2.3输电系统的无功补偿理论

2.3.1输电系统电气特性

2.3.2输电系统的无功补偿原理

2.4无功优化数学模型

2.5无功优化概念论述

2.5.1无功规划与无功优化

2.5.2动态与静态无功优化

2.6电压无功优化控制系统

2.7本章小结

第三章基于遗传算法和原对偶内点法的实用组合算法

3.1引言

3.2遗传算法

3.2.1简单遗传算法

3.2.2遗传算法求解无功优化

3.3原-对偶内点法

3.3.1 Lagrangian函数

3.3.2原对偶内点算法求解

3.3.3原对偶内点法求解无功优化

3.4组合算法

3.4.1常规组合算法

3.4.2基于设备优先级的组合算法

3.5 IEEE-30节点系统仿真分析

3.5.1原对偶内点法求解无功优化仿真分析

3.5.2组合算法求解无功优化仿真分析

3.6本章小结

第四章在线无功优化控制系统的实用化策略研究

4.1引言

4.2算法实用化策略研究

4.2.1遗传算法的改进策略

4.2.2基于设备优先级的实用组合算法策略

4.3系统应用实用化策略研究

4.3.1集中决策、分层控制的模式

4.3.2算法实用化控制策略

4.3.3闭环安全控制策略

4.4本章小结

第五章在线无功优化控制系统的实例应用与分析

5.1引言

5.2省调主站AVC系统概述

5.2.1省调主站AVC系统的架构

5.2.2省调主站AVC系统的功能模块

5.3黑龙江省调主站AVC系统

5.3.1软件界面

5.3.2主站AVC系统优化结果分析

5.4本章小结

第六章论文总结与展望

6.1论文总结

6.2论文不足及工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文与参与科研情况

致 谢