电力系统无功优化的灾变遗传算法及MAS模型研究

《电力系统无功优化的灾变遗传算法及MAS模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要电力系统的中心任务是保证电网安全、可靠、经济和优质运行。由于无功缺乏引发电压崩溃乃至大面积电网瘫痪的事故的发生给全球带来了深刻的教训。在无功电源充足的情况下，通过无功优化调度则可以改变电网的无功潮流分布，并降低电网有功损耗和电压损耗，从而提高电压水平，使得用电设备安全可靠地运行。因此进行电力系统无功优化规划可以避免无功电源建设的盲目性，是保证电力系统运行安全性、经济性和供电质量的一项十分基础的工作:进行无功优化调度则是确保电力系统安全性、提高供电质量和经济效益的有效措施。从事电网无功优化规划及其优化调度的研究工作具有非常重要的意义。然而由于无功优化问题是一个非常复杂的非线性问题，具有

2、多目标、多不确定性、多约束、多极值和离散性等特点，三十多年来国内外的众多的研究成果表明，这方面尚有很多问题有待解决。本文在归纳出无功优化的五大关键问题的基础上，提出了实时动态无功优化调度的数学模型，揭示了运行约束的经济性本质;提出了适合于无功优化问题求解的灾变遗传算法;提出了基于MAS的大规模电网全局无功优化控制的模型及其分布式协同优化算法。主要研究工作包括:(1)提出了灾变遗传算法。在遗传算法中引入灾变算子能够在较小的群体规模下提高解群的多样性，从而以更快的速度收敛于全局最优解。另外分组整数编码、邻近变异算子等也是灾变遗传算法的特色之处。(2)建立了电力系统无功优化规划的非线性数学模型并采

3、用灾变遗传算法进行求解。以年总支出费用最小为目标函数，包括新增无功补偿设备的投资和网络损耗的年运行费。在应用到佛山地区电网的无功优化规划计算中，表明通过无功规划可以获得很大的经济效益，并能提高电力系统的安全性。t3)研究了静态无功优化调度的模型及算法。通过多个仿真算例、与多种不同算法的比较和分析表明灾变遗传算法具有收敛效率高、优化质量好等特点，非常适合于中小型规模电网的无功优化调度问题的求解。(4)提出了考虑控制设备调节代价的动态无功优化调度的数学模型。为了避免控制设备的过分频繁调节，将控制变量的动作次数约束还原为调节代价，并与当前时段下的能损费用共同构造目标函数。该模型揭示了无功优化控制设

4、备动作次数限制的经济性本质，能恰当地描述负荷动态变化时的无功优化问题，采用灾变遗传算法便于求解，且无需依赖于负荷预测，适合于实时环境，可操作性强。华南理工大学工学博士学位论文(5)提出引入多Agent系统控制模式来解决大规模电网的全局无功优化调度问题，建立的MAS模型以及分布式协同优化算法能够实现电压无功问题的局部控制和全局优化的协调，而且求解时间短、寻优质量高，有望成为无功优化实时动态调度的有效模式。在多种测试算例的计算以及部分成果在实际电网中的应用情况表明，本文建立的模型以及采用的算法具有有效性、合理性、实用性、可操作性以及创造性。所进行的系统而深入的研究工作具有重要的理论意义和实用价值

5、，推动无功优化技术的实用化和实时化。关键词:电力系统;无功优化;灾变遗传算法:多Agent系统;协同优化AbstractAbstractThecentralmissionofpowersystemsistokeepthenetwork'soperationundersecurity,reliability,economyandhighquality.Somepowercutaccidentsduetothelackofreactivepowersourcesareverylessonstotheworld.Withabundantreactivepowersources,powersyste

6、moperatorscanchangethedistributionofreactivepowerflow,lowertheactivepowerlosses,anddecreasethevoltagedropsofpowersystemsthroughoptimalreactivepowerdispatch(ORPD).Asaresult,thevoltagequalityisadequatetoguaranteesecureoperationconditiontoelectricinstallation.Optimalreactivepowerplanning(ORPP)canthere

7、foreavoidtheblindnessofreactivepowerconfigurationandisgroundworkforsecureandeconomicaloperationandforadequatequalityofpowersystems.Furthermore,ORPDiseffectivemeasuretoassurethesecurityandtoimprovepowerquali