基于遗传-拟牛顿混合算法的地区电网无功优化研究

摘要

电力行业是国民经济的重要组成部分，保证电力系统的安全经济运行，对保障国民经济的稳定发展和提高人民生活水平具有重要的意义。地区电网是大电网运行的基本调控单元，优化网内无功潮流是其运行中的基本问题。它是在满足电网安全运行要求的前提下，通过优化计算确定电网中的可调变压器分接头位置调整以及节点并联电容器投切策略，从而达到减小系统节点电压偏差、减小全网有功损耗，降低设备操作维护费用，电压稳定裕度等多种目标。
　　地区电网无功优化是一个多目标、多约束、多极值的非线性大规模规划问题，本文基于当前无功电压控制领域的研究现状，寻求高效的地区电网无功优化算法，提出将一种快速简捷的二阶收敛方法——BFGS拟牛顿法应用到无功优化中。通过算例实验，明确了BFGS拟牛顿法无功优化可以快速地迭代收敛到区域最优值，但需借助随机类算法的全局搜索为其提供合适的初始解;智能算法方面，通过改进遗传算法的实验研究，明确了无功优化遗传算法具有较好的全局搜索能力，但无法保证收敛到极值;从而提出两种算法的混合方案，证明了通过改进分群遗传算法的大范围搜索可得到优质初解集合，供BFGS拟牛顿法进行进一步的快速局部寻优，提高无功优化解的精度。将所提算法应用于IEEE118母线标准系统及两个地区电网测试系统中，通过对比验证了其搜索效率及精度，取得了良好的无功优化效果，提高了系统运行的经济性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 无功优化模型的研究现状

1．2．2 无功优化算法的研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 无功优化的基础和模型

2．1 地区电网无功优化的基本概念

2．2 无功优化的理论基础

2．3 地区电网无功优化数学模型

2．3．1 无功优化基本模型

2．3．2 多目标无功优化模型

2．4 潮流计算

2．5 本章小结

第3章 基于BFGS拟牛顿法的无功优化研究

3．1 引言

3．2 拟牛顿法无功优化

3．2．1 BFGS拟牛顿法基本原理

3．2．2 改进的拟牛顿方程

3．2．3 BFGS拟牛顿法无功优化的原理

3．2．4 BFGS拟牛顿法无功优化的步骤

3．3 拟牛顿法无功优化实验及结果分析

3．3．1 IEEE 118算例

3．3．2 实际地区电网算例

3．4 本章小结

第4章 基于改进遗传算法的无功优化研究

4．1 遗传算法原理概述

4．2 改进遗传算法无功优化

4．2．1 算法编码及初始化

4．2．2 选择操作

4．2．3 交叉变异操作

4．2．4 改进遗传算法无功优化的步骤

4．3 改进遗传算法的无功优化实验及结果分析

4．3．1 算例实验

4．3．2 改进遗传算法的应用特点

4．4 本章小结

第5章 基于遗传-拟牛顿混合算法的无功优化研究

5．1 遗传-拟牛顿混合算法的依据

5．2 分群遗传-拟牛顿混合算法无功优化

5．2．1 子群规模的设定

5．2．2 遗传-拟牛顿混合算法无功优化的步骤

5．3 算例分析

5．3．1 IEEE 118算例

5．3．2 实际地区电网算例

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及其它成果

致谢