基于混沌粒子群算法的大型水電站自動電壓控制優(yōu)化研究.pdf

1、電壓作為電能質(zhì)量的三大指標(biāo)之一,反映了電網(wǎng)無功功率與無功負荷之間的平衡關(guān)系,其是否穩(wěn)定對電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有著直接地影響。為了保證電壓的穩(wěn)定,電力系統(tǒng)對電網(wǎng)采用自動電壓控制技術(shù),保證電網(wǎng)各電壓中樞點的電壓維持在給定水平。大型水電站作為電網(wǎng)重要的電壓中樞點和監(jiān)測點,裝機容量大并承擔(dān)大量負荷,其母線電壓是否合格直接關(guān)系到被供電區(qū)域的電壓能否滿足要求,因此,大型水電站自動電壓控制技術(shù)成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要技術(shù)保障。此外,水輪發(fā)電

2、機組具有靈活的調(diào)相功能,既能吸收電網(wǎng)過多無功功率,也可在電網(wǎng)無功功率不足時提供無功功率,若能充分利用其無功調(diào)節(jié)能力,則可大大減少水電站無功補償設(shè)備投資,因而水輪發(fā)電機調(diào)壓成為電力系統(tǒng)調(diào)壓的首選。
　　早期的大型水電站自動電壓控制多采用“試探調(diào)整”的方法,未能建立水電站母線電壓與無功功率之間的有效聯(lián)系,其調(diào)節(jié)過程緩慢且需要反復(fù)調(diào)節(jié),效率低;現(xiàn)代水電站自動電壓控制技術(shù),通過“靈敏度分析法”建立了電站母線電壓與無功功率之間的聯(lián)系,可快速

3、通過母線電壓變化計算出所需發(fā)出或吸收的無功功率。然而,在無功功率分配方面,多采用“平均分配法”、“等容量比例法”等簡單方法,未考慮電站的有功損耗;“等網(wǎng)損微增率法”雖考慮了網(wǎng)絡(luò)損耗,但該方法針對特性相差較大的機組,無法獲得有功損耗最優(yōu)值,且存在機組無功功率越界問題,不利于機組的安全穩(wěn)定運行。
　　針對以上大型水電站自動電壓控制技術(shù)的不足和實際工程需求,本文引入智能優(yōu)化算法(PSO、CPSO)用于求解大型水電站自動電壓控制模型,在綜

4、合考慮電站無功功率平衡約束、發(fā)電機安全穩(wěn)定運行限制等各種約束條件的基礎(chǔ)上,能快速制定電站無功功率優(yōu)化分配方案,同時保證了電站有功損耗最小。本文的主要工作如下:
　　(1)論述了粒子群算法的基本原理與改進方法。在諸多改進方法中,以混沌粒子群算法為例,論述了混沌現(xiàn)象及混沌粒子群算法的基本原理;針對幾種常見的混沌映射模型,研究了其各自的混沌序列在混沌映射區(qū)間內(nèi)的分布特性,并以該特性為基礎(chǔ)對幾種模型的性能進行評價;在該評價的基礎(chǔ)上,選取基

5、于Logistic映射的混沌粒子群算法和基于Tent映射的混沌粒子群算法作為大型水電站AVC的求解方法;
　　(2)在算法分析的基礎(chǔ)上,針對大型水電站自動電壓控制模型,在考慮了各種約束條件的基礎(chǔ)上,分別采用PSO、基于Logistic映射的CPSO和基于Tent映射的CPSO對模型進行求解,并將三種算法的結(jié)果進行了比較分析,同時研究了三種算法的收斂特性并得出了關(guān)于三種算法性能的初步結(jié)論;
　　(3)在算法分析和模型求解的基礎(chǔ)