低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化策略研究.pdf

1、低壓配電網(wǎng)（LVDNs）作為電力供體，承載的電力受體用戶量大且雜。受規(guī)劃、運(yùn)行及管理監(jiān)督工作的不到位， LVDNs線損居高不下，低電壓?jiǎn)栴}凸出。無(wú)功優(yōu)化作為L(zhǎng)VDNs降損、提壓的關(guān)鍵技術(shù)手段業(yè)已被提上配電網(wǎng)規(guī)劃議程。傳統(tǒng)配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化多針對(duì)單一負(fù)荷水平進(jìn)行并聯(lián)電容器（SCs）優(yōu)化配置，顯然無(wú)法滿足負(fù)荷時(shí)變特性的需要。此外，就地分散式無(wú)功優(yōu)化配置一旦形成，某些輕負(fù)荷節(jié)點(diǎn)過(guò)剩的無(wú)功容量無(wú)法轉(zhuǎn)移至無(wú)功欠缺的重負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，降低了 SCs的效用值，

2、亦無(wú)法滿足負(fù)荷日益增長(zhǎng)的需求。尤其，隨著分布式光伏發(fā)電（DPPG）高滲透率地接入LVDNs，使其由單源不確定性系統(tǒng)過(guò)渡至多源不確定性系統(tǒng)，提升了LVDNs無(wú)功優(yōu)化的難度。配電網(wǎng)三相潮流計(jì)算作為無(wú)功優(yōu)化的基礎(chǔ)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但受LVDNs中性線重復(fù)接地的影響，其收斂性難以得到保證。含DPPG的LVDNs SCs協(xié)同優(yōu)化是一個(gè)高維、非線性且不可微的多極值復(fù)雜組合優(yōu)化問題，致使傳統(tǒng)數(shù)學(xué)規(guī)劃法失效。鑒于此，以“提效優(yōu)先”為準(zhǔn)則，構(gòu)建一種涵蓋無(wú)

3、功投資成本、網(wǎng)損費(fèi)用、電壓穩(wěn)定性（voltage stability factor, VSF）成本為一體的單位小時(shí)綜合費(fèi)用最小化的無(wú)功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，能反映LVDNs運(yùn)行實(shí)際且具有直觀經(jīng)濟(jì)性特征。以下幾點(diǎn)改進(jìn)為所建無(wú)功優(yōu)化模型的準(zhǔn)確性提供了理論支撐。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴摒棄迭代格式配電網(wǎng)三相潮流易受LVDNs中性線重復(fù)接地的影響，存在收斂性的問題。從節(jié)點(diǎn)負(fù)荷電流注入與節(jié)點(diǎn)電壓非線性關(guān)系式出發(fā)，對(duì)其非線性項(xiàng)進(jìn)行了近似線性化處理

4、，推導(dǎo)了節(jié)點(diǎn)電壓線性化的表達(dá)，即非迭代格式的近似線性化潮流算法。此外，對(duì)于相分量法節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣缺相補(bǔ)零處理的缺陷，提出了應(yīng)用Fortescue變換形成結(jié)構(gòu)更為緊湊的π型Fortescue等效節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。IEEE13和123節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)驗(yàn)證了上述改進(jìn)的有效性。⑵針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)規(guī)劃法無(wú)法求解含DPPG的LVDNs的SCs協(xié)同優(yōu)化問題的不足，基本粒子群算法（particle swarm optimization, PSO）易陷入局部極值的缺陷

5、，引入了含衰老和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的粒子群算法（particle swarm optimization with an aging and challenging mechanism,ACM-PSO）,設(shè)計(jì)了領(lǐng)袖壽命調(diào)整、競(jìng)爭(zhēng)者產(chǎn)生和領(lǐng)導(dǎo)能力評(píng)估等策略，并應(yīng)用 IEEE16、IEEE33和 PG&E69節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)驗(yàn)證了ACM-PSO算法的優(yōu)越性。⑶異于變電站集中式無(wú)功補(bǔ)償，提出了一種低壓負(fù)荷側(cè)集中式無(wú)功補(bǔ)償方式，可根據(jù)無(wú)功負(fù)荷需求分配無(wú)功容量，