含分布式电源的无功补偿配置研究

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随着化石能源的不断消耗与环境的加剧恶化,资源环境之间的矛盾日趋严峻。分布式电源作为一种新能源发电模式在配电网中得到了广泛应用。伴随分布式电源渗透率不断提高,它对配电网的电压分布和网损产生了不可忽视的影响,由原来的单电源供电转化为多电源供电,导致原有的配电网计算模型和分析方法不再适用。而无功补偿在改善配电网电能质量、降低系统网损和电能成本等方面都具有显著效果,因此,研究含分布式电源的配电网无功补偿配置优化有着重要的实际意义。
  本文针对含分布式电源的配电网无功补偿配置问题展开了研究。文中应用无功二次精确矩法对含分布式电源的配电网进行无功平衡区域的划分,建立了含分布式电源的配电网无功配置优化的数学模型。针对分区后的电力网络,以无功补偿投资和维修费用、配电线路有功损耗费用、电压越界惩罚费用为目标函数,考虑了潮流方程、节点电压以及无功补偿容量的约束,提出了一种基于改进的量子粒子群算法(Improved QPSO,IQPSO)的分区无功补偿优化方法。该方法可以明显减少配电网网损,提高电压质量的合格率,降低投资成本,具有较好的经济性。
  该算法(IQPSO)针对传统量子粒子群算法参数寻优过程的早熟现象以及寻优后期容易陷入局部极值的缺陷进行了改进。首先,在寻优初期利用非线性递减的收缩-扩张系数代替传统量子粒子群中线性递减的系数变化;在寻优后期根据两种不同的随机概率对种群中的每个粒子进行扰动,避免算法陷入局部最优;其次,采用5种测试函数对改进前后的寻优结果及计算精度进行对比分析,验证了IQPSO算法在寻优精度以及收敛速度上的优越性。最后,以IEEE33节点与69节点配电网为研究对象,在采用无功二次精确矩法进行分区的基础上,使用QPSO算法与IQPSO算法在每个分区内计算安放无功补偿装置的节点位置与补偿的容量。对比分析表明,使用IQPSO算法可以有效提高计算效率。
  
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