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地区电网感性无功补偿优化配置

电力系统感性无功优化规划是在系统电源规划和电网规划的基础上,为应对电网电压偏高、无功过剩的运行问题,而进行的感性无功补偿设备安装位置和容量确定工作,以避免无功补偿配置建设的盲目性,实现系统的安全经济运行。它是一个复杂多变量、多约束和多极值的混合非线性综合优化问题,且由于无功过剩现象本身的新颖性,无论在理论研究还是实际工程应用中都有别于传统的无功优化规划,存在很多新的问题需要解决。

本文针对地区电网感性无功优化规划中的电抗器布点及容量优化和求解问题,提出了对传统无功优化规划模型的适应性改进,综合考虑小运行方式特点、变电站运行规划需求和优化算法求解的效率等因素,更好处理和解决地区电网感性无功优化规划中面临的问题。

主要研究内容包括:

(1)提出了适应感性无功补偿的优化规划方法。该方法根据电压偏高、无功过剩的电网运行场景特点,基于其与传统无功优化方法的区别,对优化数学模型中的负荷等效时间,约束条件中的无功补偿投切限制、电压约束范围等方面进行适应性的改进,旨在真实反映感性无功优化问题的应用场合特点,通过加强约束条件以提高优化效率,并避免优化结果出现冲突和不合理,同时兼顾投资经济性、运行节能性的平衡。

(2)提出了灾变遗传算法进行感性无功优化规划计算。为了兼顾算法的全局性能和收敛速度,针对性的设置与个体适应度有关的变异概率和交叉概率,该改进算法在常规遗传算法的操作算子基础上,引进了灾变算子,解决常规遗传算法易陷入局部最优的问题,使优化结果具有更好的稳定性,收敛性能和收敛速度也得到了提高。

(3)采用了基于多Agent系统思想的分层分区方法进行优化计算。利用电压等级和片区归属作为分区规则,将大规模地区电网分解为若干个规模较小的子电网,并通过分布式协调优化方法,将各子网的局部优化结果进行相互迭代,最终实现全网的全局无功优化。算例结果证明了所提出方法的有效性和实用性。

通过对梅州主网的实际计算结果表明,本文提出的感性优化规划方法较其他方法更具合理性、有效性、实用性、可操作性。所进行的系统而深入的研究工作具有较重要的理论意义和实用价值,为科学的感性无功规划优化提供了一条新思路。


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