基于动态无功优化的变电站电压无功控制系统参数整定方法

发布时间：2017-09-13 04:10

  本文关键词：基于动态无功优化的变电站电压无功控制系统参数整定方法

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【摘要】：变电站自动电压无功控制(Voltage Quality Control,VQC)作为变电站综合自动化的一项重要功能,具有提高电压质量,降低有功网损,保证电网安全经济运行的重要作用。现有研究主要针对变电站VQC的区域图控制策略,而对区域图中电压和功率因数限值的控制参数整定问题研究很少。然而控制参数的整定直接影响到变电站内控制设备的动作效果。如何通过控制参数的合理整定来避免调压设备的频繁动作并实现变电站全天电压无功运行状态的最优,是变电站VQC中亟待解决的关键问题。为此,本文对基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法进行了深入的研究和探索,主要研究成果如下:(1)针对现有模型的功率因数理想目标值设置不当、电压和功率因数的硬约束不符合实际,以及日负荷曲线的小时级等值可能带来的大误差等问题,论文建立了变电站的动态无功优化新模型。该模型基于5分钟一个采样周期的日负荷曲线,根据变电站高压侧电压设置功率因数理想目标值,修改了电压和功率因数安全约束成为目标函数中的电压合格率与功率因数合格率,并探索了控制设备动作次数的变化对变电站电压无功控制效果的影响程度。通过对比蝙蝠算法与遗传算法、粒子群算法的搜索能力,采用蝙蝠算法求解所建新模型,并提出了处理模型约束的引导校正策略,以提高蝙蝠算法的随机搜索效率。(2)现有变电站VQC的区域图控制策略基于实时信息来确定其控制方案,难以实现调压设备的动作在全天范围内的合理分配,常常存在频繁动作问题或者动作失效问题。为此,论文提出了基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法。该方法结合了变电站的动态无功优化策略和十五区域图控制策略。首先以动态无功优化的最优解来确定调压设备在全天的动作时段、调整量以及每个时段的调节次数。然后在此基础上结合十五区域图控制策略来确定动作时段所对应的控制区域和控制参数的上下限值。对于非动作时段,则以电压和功率因数的考核范围来整定其限值,同时将调压设备的动作次数限制设置为0。由此使基于十五区域图控制策略的实际变电站VQC系统具有动态无功优化的控制效果。(3)以广东某地区110kV变电站的实际数据为例,验证了本文所提变电站动态无功优化方法以及VQC参数整定方法的有效性。同时将所提VQC参数整定方法应用于实际变电站VQC的工程实践,实践结果验证了所提方法在工程实际应用中的有效性。
【关键词】：变电站 动态无功优化 蝙蝠算法 电压无功控制(VQC) 参数整定
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM63;TM761.12
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 变电站动态无功优化方法的研究现状9-10
• 1.2.2 变电站VQC策略的研究现状10-12
• 1.2.3 变电站VQC参数整定的研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-16
• 2 遗传算法、粒子群算法和蝙蝠算法介绍16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 遗传算法16-19
• 2.2.1 遗传算法原理及其特点16-17
• 2.2.2 遗传算法的实现17-19
• 2.3 粒子群算法19-21
• 2.3.1 粒子群算法的原理及其特点19-20
• 2.3.2 粒子群算法的实现20-21
• 2.4 蝙蝠算法21-23
• 2.4.1 蝙蝠算法的原理及其特点22
• 2.4.2 蝙蝠算法的实现22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 变电站动态无功优化新模型和算法24-42
• 3.1 引言24
• 3.2 变电站动态无功优化新模型24-30
• 3.2.1 变电站等值电路24-25
• 3.2.2 常规模型与新模型25-28
• 3.2.3 逆调压与逆功率因数控制目标28-30
• 3.3 动态无功优化的改进蝙蝠算法30-33
• 3.3.1 总体思路30
• 3.3.2 动态无功优化的蝙蝠算法改进策略30-33
• 3.3.3 基于改进蝙蝠算法的动态无功优化实现步骤33
• 3.4 算例及仿真33-41
• 3.4.1 参数设置及仿真条件33-35
• 3.4.2 动态无功优化新模型仿真效果35-38
• 3.4.3 遗传算法、粒子群算法与蝙蝠算法的对比分析38-39
• 3.4.4 引导校正策略对蝙蝠算法搜索效率的影响39-40
• 3.4.5 改进蝙蝠算法的稳定性测试40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 基于动态无功优化的变电站VQC系统控制参数整定方法42-76
• 4.1 引言42
• 4.2 变电站区域图控制策略42-46
• 4.2.1 基本九区图控制策略42-43
• 4.2.2 十五区图控制策略43-46
• 4.3 变电站VQC系统控制参数整定方法46-59
• 4.3.1 总体思路46-47
• 4.3.2 整定时段划分方法47-48
• 4.3.3 电压及功率因数上下限参数整定方法48-58
• 4.3.4 分接头及电容器动作次数上限值设置方法58-59
• 4.3.5 小结59
• 4.4 算例及仿真59-64
• 4.4.1 参数设置59-60
• 4.4.2 实际变电站VQC系统控制参数整定仿真结果60-63
• 4.4.3 控制参数整定仿真结果与动态无功优化结果的对比63-64
• 4.4.4 控制参数整定仿真结果与原始VQC策略动作结果的对比64
• 4.5 广东某地区变电站实际应用及效果64-74
• 4.5.1 变电站VQC系统控制参数整定软件的使用65-70
• 4.5.2 试验结果及分析70-74
• 4.6 本章小结74-76
• 5 结论与展望76-78
• 5.1 主要结论76-77
• 5.2 有待于进一步研究的问题77-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-86
• 附录86
• A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果86
• B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目86

【参考文献】

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1 范彬;周力行;黄，

本文编号：841430