计及电压稳定指标的交直流系统无功优化

摘要

高压直流输电伴随着晶闸管等控制器件的研究而得到迅猛发展。同时其在经济和技术上的优势决定了直流输电建设的必要性和广阔前景。但直流与交流混合输电也给整个电网带来一系列安全性的问题。系统发电机故障、大负荷投入等引起的电压下降问题因为换流站大量消耗无功导致更严重的后果。所以研究交直流混联系统的无功优化方法以及电压稳定问题显得尤为重要。
　　文中首先分析了现有的交直流系统潮流计算方法，针对其并未考虑实际换流器控制方式将随系统运行状态的变化而改变的情况，在新建交直流稳态模型的基础上将直流控制方式自动转换加入到潮流迭代计算中，得出了实用的改进轮次求解潮流算法。
　　其次在改进潮流的基础上建立了适用于交直流系统的的静态电压指标，并基于智能优化算法，以最小切负荷损失成本为目标函数，求解最优切负荷配置策略，以验证该指标的有效性。最终仿真结果表明，新算法可以优化控制策略，维持系统稳定，减少损失成本。
　　最后考虑到无功优化与电压稳定性的相关性，尤其是当系统投入重载或发电机故障导致系统功率补偿不足引起电压下降时，常规无功优化方法仅考虑经济性已无法满足系统运行要求。该文给出了交直流系统的无功优化模型，其以网损、无功经济成本和电压稳定裕度为目标函数，考虑了直流换流器变比、控制角、节点电压限制以及潮流约束，列写了采用模拟退火遗传算法求解该模型的步骤，并在增加直流输电线路的IEEE30节点系统上验证，结果表明该方法具有收敛性好、结果更优等优点。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 交直流系统潮流计算研究现状

1．3 交直流系统电压稳定性

1．3．1 电压稳定概念和分类

1．3．2 交直流系统静态电压稳定分析方法

1．4 交直流系统无功优化方法研究现状

1．5 论文主要工作

第二章 改进交直流输电系统潮流计算

2．1 直流输电系统模型

2．1．1 交直流系统模型

2．1．2 基准值选取

2．2 直流控制方式变换原理

2．2．1 直流控制方式

2．2．2 考虑换流变压器调节作用的控制方式变换策略

2．3 交直流潮流计算方法

2．3．1 潮流计算方程

2．3．2 传统潮流计算方法

2．3．3 考虑控制方式变换的交直流潮流计算

2．4 本章小结

第三章 基于交直流潮流解的电压稳定裕度指标

3．1 静态电压指标

3．1．1 阻抗裕度指标指标原理

3．1．2 电压稳定指标计算

3．2 切负荷控制模型

3．2．1 切负荷优化目标函数

3．2．2 电压约束条件

3．3 应用电压稳定指标的切负荷优化方法

3．4 算例

3．4．1 交直流系统电压稳定指标对负荷反应灵敏性

3．4．2 基于电压指标的切负荷控制优化

3．5 总结

第四章 考虑电压稳定性的交直流系统无功优化

4．1 无功优化目标函数

4．2 约束条件

4．2．1 等式约束

4．2．2 不等式约束

4．3 模拟退火遗传算法

4．3．1 遗传算法

4．3．2 模拟退火法

4．3．3 模拟退火遗传算法

4．4 算例验证

4．4．1 不考虑负荷状态的无功优化比较

4．4．2 考虑负荷状态的无功优化比较

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢