改进量子粒子群算法在电力系统无功优化中的应用分析

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1、西南交通大学曲南父通大罕学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并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。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书：2．不保密∥使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)学位论文作者签名：日期：黝圳f矽h．f-。萌l指导老师签名：差缙日期：∞，D·r·二罗西南交通大学硕士学

2、位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：针对无功优化这个典型的非线性复杂问题，本文在充分研究了基本粒子群算法和现有的量子粒子群算法后，提出了用两分群替代搜索策略，对量子粒子群算法进行了有效的改进，提高了算法的全局搜索能力和搜索精度，更容易搜索到全局最优解，而避免陷入局部最优解，并成功地应用于无功优化问题中，取得了很好的效果。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。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已经发表或撰写过的研究成果。对本

3、文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：郑刎I吼劢·f’彳西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1课题研究的目的和意义电力输电系统已进入了大系统、超高压远距离输电、跨区域联网的新阶段，社会经济的发展促使现代输电网的管理和运营模式发生变革，对电力系统的安全、可靠、优质、经济运行提出了更高的要求。如何科学管理，在保证电力系统安全可靠运行的前提下，科学的利用和优化系统配置资源、降低运行损耗、提高电能质量，最终提高企业效

4、益和社会效益，越来越受到人们的关注。电压是电力系统运行安全性和经济性的重要指标，它直接反映了系统的无功平衡状况。如果不考虑谐波和电压凹陷等情况，衡量一个系统的电压水平好坏有两个方面的内容：首先是电压的幅值是否在合理的范围内，其次是电压波动的幅度。电力系统无功潮流分布是否合理直接决定了电压质量的好坏，这不仅关系到电力系统向电力用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。一方面，无功过剩将抬高系统电压，使电压越上限运行，危害系统和设备的安全，同时过多的无功备用也会造成不必要的浪费：另一方面，无

5、功不足将导致系统电压降低，用电设备不能充分利用，过低的电压还可能引起电压崩溃等严重事故。无功功率的平衡是保证电压质量的基本前提，电力系统的无功优化可以改善电压质量，使电网能安全、稳定、经济地运行。电压质量差，既对用户造成危害，同时也影响电力企业本身。应力求使电力系统运行电压接近电力设备的额定电压，通过合理分配无功来进行电压调度，从而降低线损，产生显著的经济效益和社会效益。无功优化的目的就是使电力系统在保证电压质量的条件下，无功补偿设备的布局和配置容量最合理，无功运行的网损最小。电网在进行有功规划和建设的同时，也要

6、切实搞好无功的电力平衡和无功运行的优化补偿。电力系统无功优化包括无功规划优化和无功运行优化两方面内容。无功规划优化问题计算无功补偿设备的最优安装位置和容量大小，以达到节省投资费用的目的。无功运行优化问题是指在各种运行方式下，通过调节发电机机端电压、调整变压器接头变比、改变无功补偿装置的出力等措施来调整无功潮流，使得系统电压值达到合格值同时全网有功损耗最小，无功运行优化问题有时也称为电力系统无功优化控制、电压无功优化控制、无功优化潮流问题【l】。本文的研究内容为稳态运行时有功潮流确定情况下的无功运行优化问题。西南交

7、通大学硕士研究生学位论文第2页电力系统无功优化能有效地降低网损，保证电压质量，预防事故发生或防止事故的扩大，从而提高电力系统运行的经济性、安全性和稳定性。无功优化的重要性已得到了全球的关注。电力系统无功优化从数学模型上来说一般可以描述为非线性规划问题。从某种意义上讲，现代电力系统无功优化运行是在经典经济运行理论基础上应用电力系统潮流分析和优化数学算法的产物。长期以来，人们对优化算法问题进行了广泛而深入的研究，并取得了大量的研究成果。但是，由于现有各种优化方法的局限性，使得在解决此问题的过程中都或多或少存在一些缺陷

8、，效果不是十分理想。到目前为止，还没有一种既理想又实用的求解算法，因而研究收敛速度快、适应性强的电力系统无功优化算法就显得尤为迫切。如何在已有研究成果的基础上继续完善、改进和探索新的求解方法，是电力系统无功优化所面临的一个急需解决的问题。1．2课题国内外研究现状及分析电力系统的无功优化问题是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题，其操作变量既有连续变量(如：节点电压、发电