基于粒子群算法的综合无功协调优化

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1、学校代码10459学号或申请号201212182079密级硕士学位论文基于粒子群算法的综合无功协调优化作者姓名：陈兰芝导师姓名：王克文教授学科门类：工学专业名称：电力系统及其自动化培养院系：电气工程学院完成时间：2015年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：曰期：20/工年4月卞曰学位论文使用授权声明本人在导师指

2、导下完成的论文及相关的实物作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索.可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者:日期：划T年<月^•日AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeof

3、MasterComprehensivereactivecoordinatedoptimizationbasedontheparticleswarmalgorithmByLanzhiChenSupervisor:Prof.KewenWangPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay,2015摘要摘要在电力系统中，当给定所有参数以及负荷情况时，无功优化是指选择合理的控制变量并符合所有给定的约束方程式要求，以使电力系统的性能指标或者目标函数优化模型达到最优时的潮流分布。对于城市电网，并联电容器组一

4、般装置在变电所的低压母线侧。通过改变各电容器组的投切状态及调节变压器的抽头位置，就能对城市电网的目标函数进行优化求解。依据城市高压电网的具体特点，可以采用改变有载变压器的抽头位置来调整电压，以及改变并联电容器组的投切状态来降低有功网络损耗。对于静态优化，其优化模型旨在使当前电网的有功网络损耗最小化。其约束条件包括两部分：由潮流分布方程式形成的等式约束条件；由并联电容器组的投切次数、变压器分接头的档位数及节点电压形成的不等式约束条件。在实际计算中，对于某一节点无功功率的灵敏度系数来说，如果灵敏度值是正的，那么系统应该减少该节点的无功功率补偿。如果灵敏度值是负，那么系统

5、应该增加补偿设备组数（即投切部分电容器组）。然后再调节变压器的抽头位置来满足电力系统的电压质量要求。通过对一实际算例进行灵敏度计算分析，可知这种方法计算速度快，并且所得计算结果也较为合理。对综合无功协调优化来说，优化方法是使用粒子群优化算法及罚函数法，将所有的不等式约束方程式引入原目标函数作为惩罚项。而无功协调优化的目标是以全天经济费用最小作为目标函数，并保证网损值为最小，还考虑了控制设备的动作次数约束及调整时刻。本文使用Fortran语言对该优化模型编写无功潮流优化程序，首先对系统进行静态无功优化计算，然后将上述优化结果当作动态无功优化的初值来进行协调优化。算例的

6、计算结果将给出一天中电容器组的投切方案和变压器抽头的档位调整方式，以及优化前后系统的综合经济费用等。由优化结果可知该算法提高潮流优化结果的可靠性，并能够降低设备动作次数，减少无功补偿成本，并能较好的解决在线无功优化问题，满足其在线运行的要求。而且其收敛性能好、收敛速度快、稳定性好，从而证明该模型的合理性。关键词：无功优化；并联电容器组；灵敏度；粒子群优化算法；罚函数IAbstractAbstractWhenallparametersandloadaregiveninthepowersystem,thereactivepoweroptimizationistheflo

7、wdistributiontomakethepowersystemperformanceindicatorsortheobjectivefunctionmodeltoachieveoptimalthroughchoosingreasonablecontrolvariablesandmeetingallthegivenrequirementsofconstraintequations.Insubstationsofanurbanpowersystem,thereareshuntcapacitorsetsconnectedtothelowvoltagebuses.W