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一种电压无功控制的二次函数模型与算法

刘宏超  
【摘要】:电力系统电压无功控制可以有效地降低网络有功损耗,并提高系统的电压合格率,从而降低网络运行费用,提高供电质量。因此研究电网的电压无功控制策略,对提高电网运行的经济性和稳定性具有重大意义。 本文综合分析了电压无功控制领域的研究现状和存在的问题,并探讨了传统的电压无功控制数学模型和算法,分析了各算法的特点。传统的电力系统电压无功控制主要是通过变电站的无功设备按照九区图法控制策略实施,以本站局部母线电压最优为控制目标,而没有考虑本站无功的调节对电网其它节点电压产生的影响,这没有充分利用已有的设备实现全电网电压的综合最优控制。本文针对当前无功控制的特点和存在的问题,提出了一种目标函数和约束条件都是二次函数的新型电压无功控制方法。该方法从电力网络的初始潮流解出发,考虑系统无功调节中各个节点的相互影响,基于节点阻抗矩阵与节点电压、节点电流间的代数关系,给出了全网范围内控制变量和状态变量间的关系,并得到电压约束的二次函数表达式,最后以全网有功损耗最小为控制目标,建立了二次函数数学模型,提出一种新的电压无功控制策略。文中同时设计了算法的详细实现流程。给出了基于MATLAB工具进行优化计算的具体实施步骤。 本文最后将上述算法应用于一个5节点系统和IEEE30节点系统,取得了满意的结果,并通过与传统的电压无功控制方法进行比较分析,证明本文模型和算法的正确性和有效性,是一种值得进一步探索和运用的较为先进的方法。


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