主动配电网多时间尺度动态无功优化

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近年来,分布式电源因为其自身的灵活性和低污染性得到了大力发展。随着分布式电源并网规模逐渐增加,传统配电网也正在逐步向以清洁能源为主的主动配电网发生转变。不过,分布式电源的大量并网也给配电网的平稳运行带来极大的挑战。通过对主动配电网进行无功优化,对系统进行相应的无功补偿,可以有效地使网络损耗降低、使电压水平得到明显的改善。分布式电源的出力具有连续性和随机性的特点,这也给主动配电网无功优化带来了一定的困难。本文针对主动配电网多时间尺度动态无功优化问题进行研究,主要研究工作如下:首先,对于主动配电网动态无功优化研究的背景和意义进行了介绍,阐明了对主动配电网进行无功优化的必要性。总结了目前无功优化的研究现状,对无功优化采用的算法进行一定的阐述。同时对主动配电网的控制方式以及主动配电网中的元件特性及数学模型进行分析,并总结了目前潮流计算的几种方法,为之后的主动配电网无功优化提供理论基础。其次,分析了磷虾群算法的运行原理,磷虾群算法有收敛速度快且精度高,寻优能力强等优点。不过在处理复杂高纬度优化问题的过程中可能会产生陷入局部最优解、算法出现早熟的问题,也会因为初始种群的多样性使寻优效果受到影响。为了进一步提高磷虾群算法的求解能力,本文采用余弦控制因子和柯西变异因子对其进行改进,并按照Sobol序列对其种群进行初始化,提出了改进的磷虾群算法。然后,以有功网损最小和电压偏移最小为目标,建立主动配电网无功优化模型。在IEEE33节点系统中,应用改进后的磷虾群算法求解主动配电网无功优化模型,验证本文提出的改进磷虾群算法的有效性。最后,考虑到负荷及分布式电源的波动性以及不同补偿设备无功补偿时的不同特点,建立主动配电网多时间尺度动态无功优化模型。日前考虑到离散型无功补偿设备的调节能力,以电压偏移和网损最小为目标,进行小时级日前无功优化。日内考虑到分布式电源的无功出力以及连续性无功补偿设备的调节能力,计及无功储备对系统平稳运行的影响,以电压偏移和网损最小以及无功储备最优为主要目标进行无功优化,引用熵权法对多目标函数进行赋权,进行分钟级日内无功优化。并且采用本文提出的改进磷虾群算法对主动配电网多时间尺度动态无功优化模型进行求解。以IEEE33节点和实际配电网为例,对本文提出的主动配电网动态无功优化策略进行验证,结果表明本文提出的无功优化策略对主动配电网的安全可靠运行有一定的理论意义和实践价值。
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