無功優(yōu)化不可行問題的薄弱節(jié)點(diǎn)辨識(shí)方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)無功優(yōu)化計(jì)算是指在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行約束的前提下，通過調(diào)壓設(shè)備控制手段的優(yōu)化調(diào)節(jié)，使得電力系統(tǒng)無功潮流達(dá)到最優(yōu)分布，系統(tǒng)中的有功網(wǎng)損最低，提高電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，減少有功損耗，保證電力系統(tǒng)系統(tǒng)安全運(yùn)行、可靠和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行具有重要意義。
　　但是，由于當(dāng)前電網(wǎng)中無功電源的配置和規(guī)劃不均衡或不合理，導(dǎo)致輸電網(wǎng)中某些廠站監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)電壓嚴(yán)重越限，甚至還有可能是人為數(shù)據(jù)輸入出錯(cuò)造成上述現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無功優(yōu)化不可行問題。在現(xiàn)有不可行問題

2、中，最突出和最常見的問題是由電壓不合格問題所引起的，而系統(tǒng)的新增無功補(bǔ)償和調(diào)壓設(shè)備的綜合控制能力，能夠顯著改善電壓不合格節(jié)點(diǎn)的電壓水平。但考慮到在大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)際背景下，對隨機(jī)初始潮流狀態(tài)進(jìn)行全局的薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化辨識(shí)，這必然導(dǎo)致在較長時(shí)間范圍內(nèi)難以尋找到較優(yōu)的無功補(bǔ)償增容方案?；诖?，本文優(yōu)先對系統(tǒng)的初始潮流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得潮流狀態(tài)滿足無功分層分區(qū)平衡；然后在其基礎(chǔ)上開展無功優(yōu)化不可行問題薄弱節(jié)點(diǎn)辨識(shí)。
　　本文對以上無功優(yōu)化不可行問

3、題進(jìn)行了深入研究，最終可確定出不可行的原因和追蹤具體無功補(bǔ)償薄弱的變電站位置，并給出無功補(bǔ)償增容改造和無功配置擴(kuò)展規(guī)劃的具體措施。主要工作如下：
　　①由于潮流可行解調(diào)節(jié)是保證后續(xù)薄弱節(jié)點(diǎn)辨識(shí)研究能夠有效進(jìn)行的前提條件，本文提出一種考慮無功控制分區(qū)的大電網(wǎng)潮流可行解優(yōu)化調(diào)節(jié)方法。現(xiàn)有方法是對整個(gè)同層區(qū)進(jìn)行電壓無功調(diào)節(jié)，并依據(jù)啟發(fā)式的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行無功分層分區(qū)平衡的調(diào)節(jié)。本文是在其基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮電網(wǎng)控制分區(qū)的電壓無功調(diào)節(jié)，提出了分區(qū)同

4、層區(qū)負(fù)載率的物理概念和分層分區(qū)的電壓與無功局部優(yōu)化平衡調(diào)節(jié)策略。其基本思路是：首先采用一種電壓無功控制分區(qū)方法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的分區(qū)。然后，考慮系統(tǒng)的就地平衡和中樞點(diǎn)電壓的逆調(diào)壓原則，以及變電站進(jìn)線功率因數(shù)限制，進(jìn)行全局性的就地?zé)o功補(bǔ)償和中樞點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)。此時(shí)，全網(wǎng)仍然有可能出現(xiàn)發(fā)電廠、終端變、聯(lián)絡(luò)變和分區(qū)同層區(qū)的無功不平衡問題。為此，采用啟發(fā)式方法對局部電網(wǎng)中發(fā)電廠無功出力越限進(jìn)行調(diào)節(jié)，若依然不能解決無功越限問題，則進(jìn)一步采用本文所提的分層分區(qū)

5、的電壓與無功局部優(yōu)化平衡調(diào)節(jié)策略，依次對不同電壓等級(jí)下各個(gè)分區(qū)進(jìn)行無功平衡的優(yōu)化調(diào)節(jié)。最后再進(jìn)行局部的電壓調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的電壓合格和無功分層分區(qū)平衡。通過對63節(jié)點(diǎn)廠站模擬系統(tǒng)和重慶規(guī)劃高壓電網(wǎng)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了所提方法的有效性和優(yōu)越性。
　?、卺槍﹄妷翰缓细褚鸬臒o功優(yōu)化不可行問題，本文提出一種無功優(yōu)化不可行問題的薄弱節(jié)點(diǎn)辨識(shí)方法。根據(jù)不可行問題的物理特征提出了薄弱的無功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)和薄弱的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)兩個(gè)基本概念。針對薄弱的無功

6、補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)、薄弱的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、或者兩種薄弱節(jié)點(diǎn)共存的三種狀況，提出了薄弱節(jié)點(diǎn)類型的辨識(shí)方案和薄弱環(huán)節(jié)的辨識(shí)方法。對前者，本文采用無功優(yōu)化的同倫內(nèi)點(diǎn)法。對后者，本文首先根據(jù)薄弱類型建立了三種辨識(shí)模型。其中，目標(biāo)函數(shù)包括薄弱節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)最少、虛擬無功增量最少或者電壓越限量最少，約束條件除傳統(tǒng)無功優(yōu)化模型的約束外，增加了無功補(bǔ)償點(diǎn)的虛擬無功增量約束以及節(jié)點(diǎn)電壓幅值的松弛約束。模型的求解采用了結(jié)合初始種群定制策略的免疫遺傳算法，并通過對63節(jié)點(diǎn)廠站模