基于无源器件的不对称系统平衡补偿研究

发布时间：2017-10-26 03:02

  本文关键词：基于无源器件的不对称系统平衡补偿研究

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【摘要】：自电力系统投入运行那日起,供电质量问题便随之而来,电力系统不平衡直接影响电能质量,供电质量事关国计民生、危及人民安全。国家投入了大的时间和金钱以期能获得更好的供电质量,然而迄今为止,无论是在国内还是国外,这个问题仍然没能找到完美的解决方案,也成为电力系统亟待解决的问题。无功功率补偿对供电质量有着重要意义。对电网的无功进行适当的补偿,不仅能提高电网的稳定性,同时还能提高系统的功率因数和提高设备利用率、减小传输线线损、增加输电系统的输电能力、平衡三相功率,并为电力系统提供电压支撑,保证电力系统运行的安全性和可靠性。本文主要从电力系统不对称问题方面进行分析,提供平衡补偿从而提高供电质量。针对不对称系统这种非线性、多变量、离散连续共存的平衡补偿问题,传统的数学计算方法和近年来广泛推广的人工智能算法都在平衡补偿问题上得到了大量的成果,但或多或少都会存在陷入局部极值、收敛时间长等缺陷。因此,本文采用不同的电力系统模型,对基本的差分算法进行了改进,同时结合了混沌算法的混沌搜索,以实现快速计算的目的。本文主要提出两种快速计算平衡补偿的算法：恒功率算法和恒电流算法。恒功率算法是在不考虑线路阻抗的前提下,无论采用什么样的并联平衡补偿方式,电源发出的有功功率在补偿前后都应保持不变,先假设经过平衡补偿后三相电源电流的幅值和相位都完全相同,再计算补偿值的算法。恒电流算法与恒功率算法类似,是假设经补偿后的电源电流幅值保持不变,而相位逐渐增加或减少的数值逼近法。将改进后的差分算法应用于求解恒功率和恒电流提出的问题,在不同补偿方式条件下,选择不同的补偿方式,快速求得相应的补偿电流值,达到平衡补偿的目的。通过MATLAB语言进行编程,将恒功率算法、恒电流算法应用于目标不对称配电网系统上,对某地区35kV实际电网系统进行仿真,分析和总结补偿后得到的仿真结果。通过不同算法的优化结果对比表明,恒电流恒功率算法均能得到较好的平衡效果,验证了算法的正确性,为解决电力系统不对称问题提供新思路,使电力系统经济地、稳定地运行。
【关键词】：不对称系统 平衡补偿 恒功率算法 恒电流算法
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 课题研究的背景及意义12-13
• 1.2 国内外发展状况13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 第二章 配电网不对称系统的相关概念15-23
• 2.1 不对称系统15
• 2.2 三相不平衡度15-18
• 2.2.1 根据相电压计算三相不平衡度16-17
• 2.2.2 根据线电压计算三相不平衡度17-18
• 2.3 对称系统的危害18-22
• 2.3.1 对变压器的危害19
• 2.3.2 对电动机的危害19-21
• 2.3.3 对发电机的危害21-22
• 2.3.4 对输电线路的危害22
• 2.4 小结22-23
• 第三章 差分进化算法的改进研究23-33
• 3.1 差分进化算法23-24
• 3.2 标准差分进化算法24-29
• 3.2.1 差分进化算法的实现步骤24-26
• 3.2.2 差分进化算法的常用变体26-28
• 3.2.3 差分进化算法的参数控制研究28-29
• 3.3 改进差分进化算法29-31
• 3.3.1 具有局部搜索策略的差分进化算法29-30
• 3.3.2 自适应差分进化算法30-31
• 3.4 差分进化算法分析与比较31-32
• 3.5 小结32-33
• 第四章 三相不对称系统的平衡补偿33-63
• 4.1 不对称系统平衡补偿33-39
• 4.2 三相不对称系统的电抗型平衡补偿模型39-58
• 4.2.1 三相四线制的平衡补偿40-45
• 4.2.2 三相三线制的平衡补偿45-52
• 4.2.3 电抗型平衡补偿的一般性模型52-58
• 4.3 电抗型平衡补偿的数值逼近计算法58-62
• 4.3.1 恒功率计算法58-61
• 4.3.2 恒电流计算法61-62
• 4.4 小结62-63
• 第五章 基于MATLAB下的平衡补偿系统总体设计63-78
• 5.1 差分进化算法在平衡补偿中的设计原则63
• 5.2 差分进化算法在平衡补偿中的实现原理63-64
• 5.2.1 目标函数的选取63-64
• 5.2.2 收敛准则的制定64
• 5.3 差分进化算法在平衡补偿中的实现步骤64-66
• 5.4 基于MATLAB下的平衡补偿系统总体设计66-77
• 5.4.1 MATLAB/GUI平衡补偿计算系统的界面设计66-69
• 5.4.2 MATLAB/GUI平衡补偿计算功能的实现69-77
• 5.5 小结77-78
• 结论与展望78-79
• 参考文献79-82
• 攻读学位期间发表论文82-84
• 致谢84

【参考文献】

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本文编号：1096702