高压配电网无功优化运行研究

摘要

配电网包含了高压配电网和中低压的配电网，网络结构由环状和辐射树形网络共同构成。其中高压配电网是环形电网，或称闭式电网。电力系统的无功优化以及无功补偿对于电网的安全、经济运行有着重要的意义，实现配电网无功优化的主要控制手段是调整有载调压变压器的档位和投入并联电容器的组数，本文以绍兴某高压配电网为背景，对高压配电网潮流计算和无功优化运行进行研究。
　　首先，提出了国际权威的开源包Matpower的改进方案。高压闭式电网潮流计算十分复杂，自行开发难度很大，采用商业软件投资大且其接口复杂，因此本文采用开源的Matpower潮流计算模块。但是，最新版本的Matpower的变压器模型只是双绕组变压器，而真实高压配电网包含了许多三绕组变压器；因此本文提出了三绕组变压器的双绕组变压器等效模型，使Matpower软件包能计算实际电网含三绕组变压器的情况，并用7节点环网配电系统对等效方法进行验证。
　　其次，提出了改进的遗传算法用于高压配电网无功优化运行的数学模型的求解。针对普通遗传算法在实际的高压配电网无功优化运行使用过程中存在着收敛的速度慢、容易出现早熟，得到的只是局部最优解而不是全网最优解等缺陷。对遗传算法中初始群体的产生提出了均值分布的思想，对编码的操作提出了分级、交叉的办法，采用了变化的交叉率、变异率，并设置了最优保留算子。使遗传算法更好的利用到实际高压配电网的无功优化运行中去。
　　最后，采用绍兴某电网对本文改进型的遗传算法进行验证，证明了本文的遗传算法的有效性和实用性。

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第一章 绪论

1.1问题的提出

1.2 闭式配电网无功优化配置和无功优化运行的概念和意义

1.3我国配电网目前无功现状

1.4本课题的研究现状

1.5本文的工作

第二章 高压配电网无功优化运行研究

2.1 高压配电网无功优化装置的配置原则

2.2高压配电网无功优化补偿典型模式

2.3无功补偿设备的选择

2.4 高压配电网无功优化运行的数学模型

第三章 适应Matpower潮流计算的三绕组变压器双绕组等效建模

3.1基于Matpower的潮流分析和比较

3.2 Matpower常规潮流计算存在的问题

3.3变压器的等值电路

第四章 改进遗传算法在高压配电网无功优化中的应用

4.1遗传算法

4.2 高压配电网无功优化模型

4.3基于改进型的遗传算法

4.4 小结

第五章 算例分析

5.1 电网简介

5.2 优化变量

5.3 优化计算成果

5.4 优化计算成果分析

5.5 小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2今后的设想

致谢

参考文献

附录1

附录2