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《华北电力(北京)大学》 2002年
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电力系统智能无功优化及准实时无功/电压控制的研究

李亚男  
【摘要】: 电力系统无功优化对保证电压质量、降低运行损耗,实现电网的安全经济运行具有重要意义。本文从无功优化问题的研究内容、研究方法、时间跨度和目标函数等方面进行了详细的探讨和划分。在对本文采用的无功规划优化的研究方法—遗传算法和无功/电压控制的研究方法—原-对偶内点法进行综述的基础上,提出根据电力系统的特点、结合模糊数学和专家系统等智能方法对无功运行优化中的规划优化和无功/电压控制两类问题进行理论和应用研究。具体的研究内容包括: 1.根据电力系统无功规划优化问题的特点,提出了改进遗传算法的完整实现方案。首先以实际运行中的厂、站为单位,对控制变量的编码进行合理的简化。并从合理减少模式数以及对不同变量给予不同程度关注的原则出发,提出了两阶段分层混合编码方案:在遗传算法的开始阶段,用较粗的粒度编码,使遗传算法能够用较少的迭代次数快速搜索到最优解所在的区域;按电压等级分层的二进制和十进制混合编码,具有清晰的层次概念,对那些影响较大的高压网控制变量能够有针对性地以更高的精度进行搜索。在此基础上,对遗传算法的交叉算子和变异算子分别进行了改进,提出了混合交叉算子和编码低位占优的变异原则;讨论了依据典型方式产生初始解群体的原则。在给出合格电压的模糊调整裕度的基础上,提出采用基于厂、站概念的就地调整的专家规则进行辅助变异决策,以增强遗传算法的局部收敛性;所采用的专家规则主要包括越限校正、进一步减少无功设备投资和降低网损三个方面。 2.针对遗传算法在大系统规划优化计算中普遍存在的计算速度慢、容易陷入局部最优的弱点,本文结合遗传算法的一些高级实现技术进行了实用化研究。提出采用变群体规模的伪并行遗传算法获得初始解群体,极大地改善了初始解群体的质量;根据无功/电压问题的区域性特点,按照电网的自然管理分区,实现了遗传算法的分区分解计算;将常规的二次规划模型的无功优化方法与遗传算法有机地结合,构成了独具特色的混合遗传算法。对实际系统的计算表明,本文提出的改进遗传算法在计算速度和最优解的质量上均获得了较大的提高。 3.由于遗传算法的计算速度难以满足实时电压控制的要求,本文进行了基于原-对偶内点法的无功优化算法的研究。建立了无功优化问题的全变量的二次规划数学模型,基于原一对偶内点法推导了这一具有非标准形式的二次规划模型的求解过程。在此基础上,提出采用内点算法进行电压越限校正,并详细讨论了待校正约束及控制变量的选取和如何减少设备动作次数的问题。针对无功优化计算后节点电压距离上限的裕度过小、容易引起无功设备的频繁动作的不足,提出引入模糊电压合格裕度约束。并推导了具有模糊电压合格裕度的无功优化的内点算法,作为准实时无功/电压控制的核心优化算法。 4.根据我国电网当前的自动控制水平以及实时无功/电压控制的认可程度不高的实 摘要 际情况,提出首先实现电网的准实时无功/电压控制,以提高运行电压合格率、降低网损。 本文进行了准实时无功/电压控制系统的整体设计,介绍了模块的划分及功能。详细叙述 了由就地和远方两级控制组成的电压校正控制专家系统的组织结构和实现方法。应用该 专家系统和基于原-对偶内点法的无功优化算法对某实际电网进行了仿真计算,结果表 明,准实时无功/电压控制在系统的安全经济运行方面具有重大的经济效益和安全效益。 采用智能方法进行电力系统无功优化问题的研究,能够充分利用电力系统运行中的 相关经验和专门知识促进优化结果的合理性和可行性。本文在智能无功优化和准实时无 功电压控制方面进行了较深入的研究和有益的探讨,进一步丰富和完善了电力系统无功 忧化的理论和方法。
【学位授予单位】:华北电力(北京)大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TM761

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李培;郝晓光;周文;;基于伪并行遗传算法的无源电力滤波器优化设计[J];电测与仪表;2011年07期
2 韩富春;杨翠茹;王晋;武天文;张宁;;基于伪并行遗传算法的多目标无功分层优化研究[J];电气技术;2005年10期
3 王平;童颙;李国柱;陈星莺;;基于分布式结构的电压无功协调控制系统[J];江苏电机工程;2006年04期
4 田鑫;牛新生;曹增功;;考虑电压稳定的主网无功规划方案及仿真计算[J];中国电力;2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张亮平;无功优化计算中修正方程降维及降损分布研究[D];华北电力大学;2011年
2 徐中友;基于改进遗传算法的配电网无功优化规划[D];郑州大学;2006年
3 杜远辉;基于改进遗传算法的地区电网无功规划优化[D];山东大学;2006年
4 王宽;考虑电压稳定的无功优化研究及其实现[D];河海大学;2007年
5 李然;PSO算法与线性规划法相结合的地区电网无功优化的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
6 周雪茹;基于断面潮流的并联电容器调压效果分析方法[D];华北电力大学(北京);2007年
7 吕春泉;实现电网AVC的几个关键问题的探讨[D];山东大学;2007年
8 张敬平;基于小生境自适应遗传算法的配电网无功优化研究[D];华北电力大学(河北);2007年
9 梁立松;基于数据包络分析的配电网效率评估研究[D];华北电力大学(河北);2010年
10 殷茂颖;基于量子粒子群算法的交直流系统多目标无功优化[D];山东大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 李益华;林文南;;一种改进的Tabu Search算法及其在区域电网无功优化中的应用[J];电力科学与技术学报;2008年02期
9 周任军;吴潘;;基于电压稳定裕度的无功优化规划[J];电力科学与技术学报;2010年01期
10 杨洪耕;李智;;地区AVC现状及智能AVC建设的若干思考[J];电力科学与技术学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 何俊峰;张步涵;;地区电网电压无功控制系统框架设计[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
7 李艳;戴光明;王于;邵艳红;;SPX的改进及在双脉冲变轨问题中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
8 陈俊山;;改进遗传算法在配电网无功优化中的应用[A];福建省科协第七届学术年会能源分会专刊[C];2007年
9 王秀丽;王锡凡;;模糊控制遗传算法的电网优化方法研究[A];“电力大系统灾变防治和经济运行重大课题”部分专题暨第九届全国电工数学学术年会论文集[C];2003年
10 李正文;王秀丽;胡泽春;;高压配电网无功/电压的分时段优化控制策略[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王英英;基于事故链的电力系统连锁故障风险评估与预防控制研究[D];华中科技大学;2010年
3 钱峰;典型FACTS装置在电网中接入点、容量及类型选择方法研究[D];中国电力科学研究院;2009年
4 郑文杰;最优协调电压控制的直接动态优化算法研究[D];华南理工大学;2010年
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6 张颖媛;微网系统的运行优化与能量管理研究[D];合肥工业大学;2011年
7 刘志文;基于外网等值的多区域电力系统无功优化计算[D];华南理工大学;2011年
8 谢毓广;计及网络安全约束和风力发电的机组组合问题的研究[D];上海交通大学;2011年
9 白永祥;省级调度中心风电场调度管理技术支持系统关键问题研究[D];天津大学;2011年
10 王靖然;输电网优化规划策略与安全价值评估[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋慧;改进的遗传算法在电力系统无功优化中的应用[D];安徽工程大学;2010年
2 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
3 王庆丽;火电厂负荷经济调度算法研究及锅炉热经济性诊断[D];郑州大学;2010年
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5 樊鹏;基于GPS的SCADA-EMS煤矿供电调度系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 张仲;基于改进蚁群算法的配电网无功优化[D];长沙理工大学;2010年
7 周葛城;基于Prony算法SCADA系统动态信息的压缩传输[D];长沙理工大学;2010年
8 吴潘;基于分岔理论的电力系统电压稳定及无功优化研究[D];长沙理工大学;2010年
9 许晓毅;大连港66KV变电站动态无功补偿模糊控制器的设计与仿真[D];大连海事大学;2010年
10 杨永旺;改进遗传算法在电力系统无功优化中的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余有明;刘玉树;刘昆;陈云飞;;混沌伪并行遗传算法及其在火力分配优化中的应用[J];北京理工大学学报;2005年12期
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9 周福林;李群湛;解绍峰;郭成;;无锁相环单相无功谐波电流实时检测方法[J];电工技术学报;2010年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙晋文;基于Agent的智能交通控制策略与可视化动态仿真研究[D];中国农业大学;2001年
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3 钱仲焱;复杂结构协同优化理论、方法及技术的研究[D];浙江大学;2001年
4 李军怀;远程医疗及其协同理论与技术研究[D];西北大学;2002年
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7 余欣梅;考虑谐波影响的配电网电容器优化模型及相关算法研究[D];华中科技大学;2004年
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9 程新功;电力系统分布式无功电压优化控制研究[D];山东大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张亮平;无功优化计算中修正方程降维及降损分布研究[D];华北电力大学;2011年
2 施芳;用于电能质量控制器的可控电源的研究[D];华北电力大学;2000年
3 王小海;界面图形化的地区电网潮流及无功优化分析软件[D];华北电力大学;2001年
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5 龚建荣;电力系统无功功率优化[D];浙江大学;2002年
6 张智远;基于小波变换的电能质量动态扰动自动识别[D];华北电力大学;2002年
7 徐小英;电力馈线自动化在GIS上实现的研究[D];昆明理工大学;2002年
8 王金凤;基于GIS的配电网优化规划研究[D];郑州大学;2002年
9 郑霓虹;配电网无功优化方法的研究[D];重庆大学;2002年
10 唐敏;牵引变电所混合电力滤波器及其控制器的研究[D];西南交通大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石佳莹;赵敏;沈沉;;未来电网控制形态[J];电力科学与技术学报;2011年04期
2 李培;郝晓光;周文;;基于伪并行遗传算法的无源电力滤波器优化设计[J];电测与仪表;2011年07期
3 张庭场;耿光飞;;基于改进粒子群算法的中压配电网无功优化[J];电网技术;2012年02期
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7 张烈平;张云生;程大方;;基于多Agent的洗衣粉生产过程监控系统研究[J];化工自动化及仪表;2009年04期
8 余涛;胡细兵;刘靖;;基于多步回溯Q(λ)学习算法的多目标最优潮流计算[J];华南理工大学学报(自然科学版);2010年10期
9 张倩;陈维荣;;电力系统优化算法综述[J];科协论坛(下半月);2008年03期
10 韩学军;邓艳秋;张全厚;;含分布式电源的改进PSO算法配电网无功优化[J];计算机仿真;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 谢文涛;;建设AQC系统节能经济效益分析[A];全国火电600MWe级机组能效对标及竞赛第十四届年会论文集[C];2010年
2 詹萌萌;尚群立;凌龙;;基于网损灵敏度分析的配电网无功优化[A];第25届中国控制与决策会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 张雪霞;智能优化算法及其在电力系统无功优化中的应用研究[D];西南交通大学;2011年
2 李红梅;智能优化方法在电力系统调频中的应用研究[D];上海交通大学;2011年
3 余昆;基于分层递阶控制理论的城市电网自愈控制研究[D];浙江大学;2011年
4 杨明;电力系统超前调度理论与算法研究[D];山东大学;2009年
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7 苏海锋;配电系统规划全寿命周期管理理论和方法研究[D];华北电力大学;2012年
8 邓佳佳;考虑分布式能源的电力系统优化运营模型研究[D];华北电力大学;2012年
9 赵彦灵;电气化铁路同相供电装置关键技术研究[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
2 王庆丽;火电厂负荷经济调度算法研究及锅炉热经济性诊断[D];郑州大学;2010年
3 张仲;基于改进蚁群算法的配电网无功优化[D];长沙理工大学;2010年
4 吴潘;基于分岔理论的电力系统电压稳定及无功优化研究[D];长沙理工大学;2010年
5 唐俊娥;电力系统无功优化模型与算法的研究[D];南昌大学;2010年
6 阮解琼;基于综合灵敏度的无功规划优化研究[D];昆明理工大学;2009年
7 刘婕;基于Agent的危险化学品安全生产信息采集系统研究[D];昆明理工大学;2010年
8 黄健;金华电业局无功电压分布式二级控制系统的建设与实施[D];浙江大学;2010年
9 刘春雨;最低风险的配电网建设计划的优化与仿真[D];华北电力大学(北京);2011年
10 黄丹;基于网络化控制模型的无功优化问题研究[D];湖南师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 毛玉宾,王秀丽,王锡凡;多阶段输电网络最忧规划的遗传算法[J];电力系统自动化;1998年12期
6 陈章潮,顾洁,孙纯军;改进的混合模拟退火—遗传算法应用于电网规划[J];电力系统自动化;1999年10期
7 文劲宇,江振华,姜霞,程时杰,杨文祥,黄金明;基于遗传算法的无功优化在鄂州电网中的实现[J];电力系统自动化;2000年02期
8 刘玉田,马莉;基于Tabu搜索方法的电力系统无功优化[J];电力系统自动化;2000年02期
9 周双喜,杨彬;实现无功优化的新算法──遗传算法[J];电力系统自动化;1995年11期
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3 李亚男;电力系统智能无功优化及准实时无功/电压控制的研究[D];华北电力(北京)大学;2002年
4 荣飞;配电网静止同步补偿器技术研究[D];湖南大学;2008年
5 张伯泉;人工智能及其在风—光互补发电场中的应用研究[D];广东工业大学;2007年
6 王爽;电力系统非线性模型预测紧急电压控制方法研究[D];华南理工大学;2012年
7 沈国桥;燃料电池并网逆变技术研究[D];浙江大学;2008年
8 侯佑华;内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计[D];天津大学;2010年
9 史蒂文(Oodo Ogidi Stephen);协调分布式无功补偿控制及其应用研究[D];大连理工大学;2011年
10 杨晓峰;模块组合多电平变换器(MMC)研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许冲冲;基于偶图分解的电压控制区域划分[D];华北电力大学;2012年
2 丰强;城网改造中的无功与电压控制问题研究[D];重庆大学;2002年
3 陈红翔;SVC电压控制原理分析及在500kV瓯海变采用SVC进行无功电压控制的可行性研究[D];浙江大学;2004年
4 黄伟;基于电压控制区的主导节点电压校正方法[D];河海大学;2004年
5 霍承祥;高压侧电压控制的分析与研究[D];清华大学;2004年
6 王长善;磁阀式可控电抗器及其在电力系统中的应用[D];山东大学;2005年
7 廖智伟;孤立运行异步发电站的频率与电压控制研究[D];重庆大学;2005年
8 耿攀;三相三线并联型有源电力滤波器设计与控制[D];华中科技大学;2006年
9 吴伟东;变电站电压无功控制装置研究[D];广西大学;2005年
10 刘君华;电力系统无功源配置与分级电压控制的研究[D];浙江大学;2006年
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