計(jì)及無(wú)功補(bǔ)償器動(dòng)態(tài)特性的電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃研究.pdf

1、隨著電力負(fù)荷水平的不斷提高和智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問(wèn)題的研究越來(lái)越得到廣泛重視。電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃是提高電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的有效方法之一。合理的電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃方案，能夠提供新增無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選點(diǎn)信息及無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖顑?yōu)容量配置策略，能夠在不增加輸電走廊的前提下，提高系統(tǒng)供電能力，有效提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度。
　　 傳統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃主要解決無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選點(diǎn)規(guī)劃和容量規(guī)劃兩個(gè)方面的問(wèn)題。本論文在傳統(tǒng)研究方法的基礎(chǔ)上，考慮了

2、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備類型的多樣化，針對(duì)不同類型的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備所具有的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，對(duì)于在不同運(yùn)行方式下、不同場(chǎng)景下的無(wú)功規(guī)劃配置問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，在補(bǔ)償設(shè)備類型選取、新增補(bǔ)償點(diǎn)位置規(guī)劃及各類設(shè)備容量規(guī)劃三個(gè)方面做出了分析研究。具體工作主要集中在如下幾個(gè)方面:
　　 (1)新增無(wú)功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的選取方法
　　 采用模糊聚類法，基于電壓穩(wěn)定的相關(guān)指標(biāo)，采用適當(dāng)?shù)臉?biāo)定方法，求解模糊等價(jià)矩陣，通過(guò)動(dòng)態(tài)聚類分析，得出候選無(wú)功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的選取

3、方案。同時(shí)，以并聯(lián)電容器組和SVC兩種不同類型的無(wú)功補(bǔ)償器為例，基于不同的運(yùn)行方式，采用了不同的電壓穩(wěn)定指標(biāo)，分別提出了各自的選點(diǎn)方法。
　　 (2)考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無(wú)功規(guī)劃
　　 在考慮網(wǎng)絡(luò)基本約束的同時(shí)，提出改進(jìn)格雷碼(Gray Code)，將線路最大輸電能力TTC與無(wú)功補(bǔ)償裝置容量Q(c)擬合成TTC(Q(c))分段線性插值關(guān)系，進(jìn)而引入靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束，建立了考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的無(wú)功規(guī)劃最優(yōu)化模型。結(jié)合厚

4、尾分布，提出了改進(jìn)模擬退火(Simulated Annealing，SA)算法，避免了不可行解的產(chǎn)生，并得到了優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解。
　　 (3)多目標(biāo)無(wú)功規(guī)劃問(wèn)題
　　 電力系統(tǒng)無(wú)功規(guī)劃經(jīng)常需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本、電壓穩(wěn)定性、運(yùn)行損耗等多方面的因素。綜合考慮系統(tǒng)發(fā)電成本和無(wú)功投入成本最小化、系統(tǒng)有功損耗最小化及電壓幅值偏移最小化三種不同量綱的運(yùn)行目標(biāo)，建立了多目標(biāo)無(wú)功規(guī)劃模型，并引入學(xué)習(xí)自動(dòng)機(jī)(Learning Automa

5、ta, LA)方法，針對(duì)電容器組補(bǔ)償容量的離散化遞增特征，采用P模型的學(xué)習(xí)自動(dòng)機(jī)方法，利用啟發(fā)式算法求解出了多目標(biāo)無(wú)功規(guī)劃的最佳權(quán)衡解。
　　 (4) SVC的動(dòng)態(tài)特性分析與建模
　　 基于Matlab Simulink的時(shí)域仿真及理論分析方法，對(duì)SVC的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析，通過(guò)與SVC的一階簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型的對(duì)比分析，得到適合進(jìn)行無(wú)功規(guī)劃的SVC數(shù)學(xué)模型，發(fā)揮其處理系統(tǒng)故障后暫態(tài)過(guò)程中維持短期電壓穩(wěn)定的能力。為聯(lián)合配置不同

6、類型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)。
　　 (5)考慮補(bǔ)償設(shè)備動(dòng)態(tài)特性，聯(lián)合配置不同類型無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功規(guī)劃
　　 基于以上工作，考慮具有動(dòng)態(tài)特性的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備SVC，計(jì)及靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束、暫態(tài)過(guò)程中短期電壓穩(wěn)定約束等約束條件，采用發(fā)電機(jī)三階模型及勵(lì)磁系統(tǒng)一階簡(jiǎn)化模型，建立了時(shí)變的無(wú)功規(guī)劃模型，基于不同的運(yùn)行工況及故障形式，分析了新增SVC的無(wú)功規(guī)劃方案。另外，同時(shí)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性和暫態(tài)過(guò)程電壓穩(wěn)定性，將SVC和并聯(lián)電