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1、《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿聲明研究生部：本人同意《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生部向中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社的《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和中國科技信息研究所的《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》投稿，希望《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》給予出版，并同意在《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫以及《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。作
2、者聯(lián)系地址(郵編)：作者聯(lián)系電話：指導(dǎo)教師簽名：臼期：絲年立月孕R第l章緒論第1章緒論1．1無功優(yōu)化研究背景及意義電力系統(tǒng)無功優(yōu)化是保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效手段，是提高電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的重要措施之一。所謂無功優(yōu)化，就是指在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及負(fù)荷情況給定、無功電源較為充裕的情況下，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓或出力、調(diào)整變壓器抽頭變比、改變無功補(bǔ)償裝置的出力等措施來調(diào)整無功潮流，在滿足所有指定約束條件的前提下，使系統(tǒng)的某一個(gè)或多個(gè)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)時(shí)的無功調(diào)節(jié)手段。無功分布的合理與否直接影響著電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，并與經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤。無功不
3、足將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低，用電設(shè)備的不到充分的利用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起電壓崩潰等事故。例如1987年的東京大停電和2003年8月14日美國東北部和加拿大發(fā)生的大面積停電事故。這些典型的電壓崩潰事故一般都發(fā)生在重載負(fù)荷、故障或者無功短缺的電力系統(tǒng)中。高峰負(fù)荷時(shí)無功不足會(huì)造成電壓崩潰，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解，反之無功過剩也會(huì)惡化系統(tǒng)電壓，危害系統(tǒng)和設(shè)備安全，過多的無功備用也會(huì)浪費(fèi)不必要的投資。如果僅以發(fā)電機(jī)無功出力來平衡無功，將會(huì)有大量無功功率在系統(tǒng)中流動(dòng)，使線路電壓降增大、線路損耗增加和供電的經(jīng)濟(jì)性下降。總之，合理的無功電源配置能有效地降低網(wǎng)損，保
4、證電壓質(zhì)量、預(yù)防事故發(fā)生或者事故擴(kuò)大，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和穩(wěn)定性。近年來，隨著城鄉(xiāng)居民生活水平和生活質(zhì)量的日益提高，各類照明燈具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電熱水器、電暖氣、音響等耗電功率大、消耗無功功率多的家電進(jìn)入千家萬戶。這些阻感負(fù)載必須要吸收無功功率／j‘能正常工作，在用電量飛速上漲的同時(shí)，無功電量也大幅度上升。一般公用輸電網(wǎng)中R／X很小，因此有功功率的波動(dòng)對電網(wǎng)電壓的影響較小，電壓波動(dòng)主要是由于無功功率的波動(dòng)所引起的。在負(fù)荷高峰時(shí)段，無功負(fù)荷大且功率因數(shù)低，造成高壓電東北電力入學(xué)碩．1j學(xué)位論義網(wǎng)電壓偏低，中、
5、低壓電網(wǎng)電壓更低，部分地區(qū)電壓甚至達(dá)不到要求；在負(fù)荷低谷時(shí)段則造成無功負(fù)荷小且功率因數(shù)高，高壓電網(wǎng)電壓偏高，中、低電壓配電網(wǎng)電壓過高。電壓過高、過低或者偏離一定范圍都會(huì)影響用電設(shè)備的壽命和效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。無功功率的流動(dòng)不僅要損耗有功功率，占用輸電線路和設(shè)備容量，而且在線路上產(chǎn)生電壓降，影響電壓質(zhì)量和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給電網(wǎng)運(yùn)行帶來諸多矛盾。如何在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行、降低網(wǎng)損、節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量一直是電力系統(tǒng)所追求的目標(biāo)。由于無功優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)與約束條件的非線性、控制變量的離散性與連續(xù)性相混合等特點(diǎn)，
6、無論在實(shí)踐上還是理論上，仍有許多問題亟待解決，到目前為止，尚無一種切實(shí)可行、快速完善的無功優(yōu)化方法。因此，要達(dá)到無功優(yōu)化的實(shí)用化，尚有一段距離，本課題就是從實(shí)用化角度出發(fā)，研究適合大規(guī)模電網(wǎng)的無功優(yōu)化方法。1．2無功優(yōu)化研究現(xiàn)狀及方法無功優(yōu)化問題由于數(shù)學(xué)模型復(fù)雜、約束條件多、工作量大而難于實(shí)用化。多年來，眾多的研究者在這一領(lǐng)域中進(jìn)行了大量的研究。通常把無功優(yōu)化表示成含約束條件的非線性數(shù)學(xué)模型。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)的經(jīng)典模型是將系統(tǒng)的有功損耗最小化作為目標(biāo)函數(shù)，從系統(tǒng)安全性角度出發(fā)的模型是將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)(如節(jié)點(diǎn)電壓幅值)偏離期望值之平方和最
7、小或者電壓穩(wěn)定裕度最大作為目標(biāo)函數(shù)，或者同時(shí)考慮這兩者構(gòu)成多目標(biāo)模型。在電力市場環(huán)境下，如考慮無功功率的發(fā)電和運(yùn)行成本，則可以采用有功和無功的發(fā)電總成本最小化作為目標(biāo)函數(shù)。此外還有將無功補(bǔ)償設(shè)備投資最小作為目標(biāo)函數(shù)，或者綜合考慮以上幾種目標(biāo)的多目標(biāo)模型等。上述目標(biāo)的對應(yīng)約束條件包括潮流方程等式約束，以及無功補(bǔ)償量、發(fā)電機(jī)無功出力、變壓器抽頭和電壓幅值約束等不等式約束。除了提出由于目標(biāo)函數(shù)和約束條件不同而不同的無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型外，研究者更多是從改善算法的收斂性能和提高計(jì)算速度等目的出發(fā)，引入各種優(yōu)化算法，取得了不少成果，總結(jié)起來主要有
8、兩大類，基于數(shù)值計(jì)算的常規(guī)優(yōu)化方法和基于啟發(fā)式搜索技術(shù)的非數(shù)值優(yōu)化方法。前者主要利用運(yùn)籌學(xué)中的優(yōu)化理第1章緒論論和數(shù)值計(jì)算方法來進(jìn)行尋優(yōu)求解，如牛頓法、線性規(guī)劃法、簡化梯度法、內(nèi)點(diǎn)法等，后者主要依靠隨機(jī)式的搜索技術(shù)對各種調(diào)度和規(guī)劃方案
