基于遗传算法的配电网无功补偿系统研究及优化实践

摘要

配电网无功补偿优化问题已经成为影响电网系统稳定运行的重要环节之一，针对配电网无功补偿的算法和方式的研究层出不穷，在未来面对智能化电网的基本条件下，如何实现配电网无功补偿优化的自动化与智能化控制是至关重要的，特别是针对配电网无功补偿设备的一系列控制方式，是实现智能化的基础。
　　 本文以配电网无功补偿的基本理论为基础，对配电网无功补偿的潮流计算、遗传算法以及配电网无功补偿管理系统进行了研究。首先文中对潮流计算的各种算法展开探讨，指出潮流计算的速度和收敛程度在很大程度上会影响无功补偿优化的最终效果，并以改进的牛顿法、前推回代法以及回路法进行了分析;然后对传统的遗传算法进行分析，并结合配电网多变量的特点，对传统遗传算法进行了改进，改进的主要内容包括有采取十进制编码的方式、建立适应度函数、采取自适应的方式确定交叉概率和变异概率、对交叉与变异操作实现改进，最终确定了改进遗传算法在配电网无功补偿中的应用流程;最后提出了配电网无功补偿管理系统的总体结构，认为采取多机控制的三级结构模式较为合理，能够满足当前智能化电网发展的基本需求，能够较好地解决传统SCADA控制系统的局限性，并取得了直观、高效及扩展性强的功效，之后将该系统与青龙地区的无功补偿运行实践结合，给出了主要的操作实现功能。
　　 从整个研究过程来看，改进的遗传算法更能够有效地实现对配电网无功补偿效率的提升，同时以此为基础的配电网无功补偿管理系统的设计，实现了降低电网损耗，提升电网运行稳定性的目标，基本上满足了当前配电网无功补偿优化的实际需求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及其意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 国外研究文献综述

1．2．2 国内研究文献综述

1．3 论文的主要工作

第2章 配电网无功补偿基础理论

2．1 配电网特点

2．2 无功功率概述

2．2．1 无功功率的定义

2．2．2 无功功率的本质意义

2．2．3 无功功率对电网的影响

2．3 无功补偿理论

2．3．1 无功补偿的作用分析

2．3．2 无功补偿的基本原则

2．3．3 影响无功补偿的主要因素

第3章 配电网潮流计算比较分析

3．1 配电网潮流计算

3．1．1 潮流计算的概念

3．1．2 配电网潮流计算的一般原则

3．2 配电网潮流计算的模型

3．2．1 电网线路模型

3．2．2 变压器的等值电路

3．3 配电网潮流算法分析

3．3．1 改进牛顿法

3．3．2 回路法

3．3．3 前推回代法

第4章 改进的遗传算法在无功优化补偿中的应用

4．1 传统遗传算法基础

4．1．1 传统遗传算法概念

4．1．2 传统遗传算法的原理与流程

4．1．3 传统遗传算法的特点

4．2 传统遗传算法的性能分析

4．2．1 传统遗传算法的机理

4．2．2 传统遗传算法的复杂度分析

4．2．3 传统遗传算法的并行性分析

4．3 无功优化的数学模型建立

4．3．1 模型目标函数

4．3．2 约束方程

4．4 配电网无功补偿最优化的遗传算法改进

4．4．1 对初始种群产生的改进

4．4．2 适应度函数的构建

4．4．3 个体最优化保存方式

4．4．4 改进交叉概率与变异概率

4．4．5 交叉操作的改进

4．4．6 变异操作的改进

4．4．7 进化结束的判断改进

4．4．8 改进遗传算法的计算流程

第5章 配电网无功补偿管理系统的方案设计与应用

5．1 多机控制配电网无功补偿管理系统的总体结构

5．2 配电网无功补偿管理系统的设计目标

5．2．1 以全网优化为根本目标

5．2．2 以全网稳定为基础目标

5．3 配电网无功补偿管理系统的设计方案

5．4 配电网无功补偿管理系统的安全设计

5．5 配电网无功补偿管理系统的应用实践

5．5．1 高压配电网无功规划优化

5．5．2 中压配电网馈线集中规划优化

5．5．3 配电变压器分散规划优化

5．5．4 配电变压器随器规划优化

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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