基于模型预测控制的主动配电网电压优化控制方法

发布时间：2017-08-09 23:21

  本文关键词：基于模型预测控制的主动配电网电压优化控制方法

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【摘要】：随着主动配电网的提出,以可再生能源为主的分布式电源将会逐渐赶上传统的火力发电。然而,绝大多数的可再生能源受到天气的影响,具有较大的波动性,使得负荷预测的准确度下降,这对以此为基础的全局最优电压控制产生不利的影响；其次,以带库容的小水电为代表的,具有时序耦合性质的分布式电源的出现,使得仅仅以当前时刻最优为决策目标的传统在线配电网电压控制不再适宜。为此,引入具有反馈校正及预测功能的模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)是非常有意义的。本文首先研究了分布式电源的接入对配电网电能质量的影响以及各种调压手段的运行原理和工作特性。其次,研究了电流注入型牛拉法的计算原理及其改进方法,并对IEEE33节点配电系统进行仿真,验证其快速性和准确性。同时,对改进电流注入型牛拉法进行了线性化的简化,并验证其精度满足预测模型的要求。其次,针对带库容小水电的主动配电网,以小水电出力为控制量,建立了以电压偏移量最小为目标函数的MPC线性化模型,并根据电力系统自身的特点,提出了带反馈的电压控制策略,采用内点法求解优化问题。最后,以IEEE33节点配电系统为算例,分别与全局最优电压控制以及传统的配电网在线电压控制进行算例比较,验证了本文提出的控制策略的可行性与优越性。并进一步研究了整体的负荷压力与预测时域的关系,为基于MPC的电压优化控制作了进一步的完善。本文将模型预测控制引入到了主动配电网电压控制领域,为该方面以后的研究提供了新的思路和方法。
【关键词】：模型预测控制 主动配电网 电压控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM714.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 主动配电网的研究现状10-12
• 1.2.1 主动配电网概述10
• 1.2.2 分布式电源接入配电网对电压的影响10-11
• 1.2.3 主动配电网电压控制的研究现状11-12
• 1.3 MPC的研究现状12-13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第2章 基于MPC电压优化控制的理论基础15-34
• 2.1 配电网调压装置及调压措施15-17
• 2.1.1 调压装置15-16
• 2.1.2 电压调整方式16-17
• 2.1.3 几种调压措施的比较17
• 2.2 模型预测控制相关理论17-23
• 2.2.1 模型预测控制的基本原理17-19
• 2.2.2 模型预测控制的基本特点19-20
• 2.2.3 预测控制算法步骤20-23
• 2.3 电流注入潮流的相关理论23-33
• 2.3.1 牛顿—拉夫逊法介绍23-25
• 2.3.2 电流注入型牛顿法基本原理25-26
• 2.3.3 改进的电流注入型牛顿法介绍26-27
• 2.3.4 算例比较27-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 主动配电网电压控制的预测模型34-43
• 3.1 预测模型的建立34-38
• 3.2 二次规划求解方法—惩罚函数法38-40
• 3.3 反馈校正40
• 3.4 控制流程40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第4章 含小水电的主动配电网电压控制算例仿真43-52
• 4.1 问题描述43-44
• 4.2 控制前后效果比较44-46
• 4.3 与其它电压控制方法的算例比较46-49
• 4.3.1 与离线全局最优控制的比较46-47
• 4.3.2 与传统配电网在线电压控制的比较47-49
• 4.4 负荷压力与预测时域的关系49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 结论与展望52-53
• 5.1 结论52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作58-59
• 致谢59-60
• 附录60-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王守相,李继平,王成山,孙琪;配电网三相潮流算法比较研究[J];电力系统及其自动化学报;2000年02期

2 赵波;王财胜;周金辉;赵俊晖;杨野青;余金龙;;主动配电网现状与未来发展[J];电力系统自动化;2014年18期

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本文编号：647824