论文总字数：21231字

摘 要

电力系统无功优化是一种复杂的非线性规划问题.本文详细介绍了电力系统无功优化问题研究的发展及现状,给出了电力系统无功优化基本数学模型,综述了应用于电力系统无功优化问题求解的优化算法.

优化算法的实现需要优化工具的支持,本文在研究的优化算法的过程中用到了Matlab这种优化工具.

混沌的遍历性和不重复性为人们所注意,从而形成了一种新的优化算法—混沌优化算法.本文的实例计算显示,混沌优化算法有着较高的搜索效率,适合完成全局优化.IEEE9标准系统的计算结果说明本算法是正确可行的.

关键词: 电力系统；无功优化；Matlab；混沌优化算法

Abstract

Reactive power optimization is a complex nonlinear programming problem. This paper describes the reactive power optimization study of the development and the status quo, is the reactive power optimization of the basic mathematical model Summary of the application reactive power optimization problems of optimization algorithm. Optimization algorithm optimization tool to achieve the necessary support, Based on the study of the optimization algorithm used in the process of Matlab such optimization tools. Chaos Ergodicity and repeatability for people to cable, thus forming a new optimization algorithm-Chaos optimization algorithm. Examples of this calculation, Chaos optimization algorithm has higher efficiency of the search, for complete global optimization. IEEE standard system of calculation results indicate that the algorithm is correct。

Keywords： power system；Reactive power optimization；Matlab；COA

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1．1电力系统无功优化基本内容 1

1．2我国电网无功建设现状 1

1．3电力系统无功优化的基本思路 2

1．4本文主要的工作 3

第二章 无功优化的求解方法 4

2．1无功优化基本模型 4

2．2电力系统无功优化的方法 5

2．2．1传统方法 5

2．2．2智能方法 5

2．3 牛顿－拉夫逊法潮流计算 7

第三章 MATLAB工具箱中的优化计算 13

3．1 MATLAB优化工具箱 13

3．2本文所涉及的Matlab优化函数 13

第四章 混沌优化算法的研究 21

4．1混沌的起源 21

4．2 混沌优化算法 21

4．3无功优化的MSCOA的实现 22

4．4 算例 23

第五章 总 结 24

5．1本文小结 24

5．2个人想法 24

致 谢 26

参考文献 27

附 录1 算 例 29

附 录2 运行结果 31

第一章 绪 论

1．1电力系统无功优化基本内容

安全，高质量和经济是电力系统运行管理的基本目标。电力系统中电能质量的指标是电压。电压直接影响电力系统能否具有稳定运行的质量，能否降低输电线路的损耗，能否确保电能的生产的安全，能否使产品的质量提高，能否使电力的消耗降低等等。所以说，保证电压的质量，能让波电压的偏移范围符合规定范围，减少损失，提高经济效益都是电力系统运行和管理的最主要的任务。

变压器和线路的无功损耗、异步电动机的无功负荷是电力系统的主要无功需求。发电机和无功调节补偿装置提供无功电源。电力系统无功负荷中占很大一块比重的异步电动机的功率因数是0.6—0.8。在电力系统的无功需求中，变压器的无功损耗有着一定的比重，基本上占额定容量的6%——17%。超过110 kv架空线路时大型传动功率、无功功率消耗的电抗是大于电纳的无功功率。

现有优化方法中主要有线性规划法、非线性规划法以及动态规划这三种规划方法。然而这些传统的方法往往都需要复杂的理论基础和数学推导，因而使从事实际工程应用的人员使用时存在一定的难度,并且这样无功优化的应用也有一定的局限性。随着现在人工智能理论的日益成熟和广泛应用,可以通过传统方法的智能化或采用传统方法和人工智能方法相结合的方法来解决以上问题。

为了保证电力系统运行的安全经济，可以通过电力系统无功优化这种技术来有效的实现。电力系统的电压质量可以通过无功优化这种有效的措施来得到改善。当系统结构参数和负载条件下时间,通过某些控制变量的优化找到满足所有约束条件的前提下的系统的一个或多个性能指标达到最优运行方式。

1．2我国电网无功建设现状

通过长期的运行，我们得到以下的经验，被动的缺乏或没有控制任何设备手段的工作,将使操作困难,甚至会引起设备损坏或系统电压崩溃的恶劣结果发生。实际运行中，各地电网的建设、区域电网的建设和省220千伏系统的建设,给予无功电压无功规划和设计充分的重视，使问题的解决更加完美。

从实际项目和相关文献考虑,地区电网无功功率施工常见的问题:

1、110KV及以下系同组成主要片区电力网络，普通无较大的发电支撑点，使得电力网络的电压质量仍受220k主力电力网电压质量的限制，在主电网负荷巨大时的电压质量偏小和负荷较小工作时的电压质量偏高是根本表现，现有的无功赔偿点和功率不能满足无功合理平衡的需求。调度工作时，各个发电厂，变电站的电压水平也大体能符合要求，无功缺口较大的问题但有些分厂站仍存在，迁回流动是无功功率的造成的，分区分级平衡是其影响的重要结果，因为电网运行形式改变后导致部分无功补偿装置无法行驶其功能。

1. 在无功装备运行管理上依然在对电压质量无功关注不够，例如部分中工程的器电容工程项目不能和变电站工程同步实现，有些无功装备长期搁置无人管理，导致投入资本不能形成利益，部分站刚投入运行时低负荷、高压电，同样要装配许多的无功补偿装备，投资积压形成； 220k和以上电网规划基建主要用于，导致220V网高压电、无功装备功率剩余；紧迫加强小型发电厂和工厂自备电厂无功管理，110kV及以下网络进行无功赔偿的技术条件在各地电网未考虑。

1．3电力系统无功优化的基本思路

无功优化一般情况下可以分为操作优化和无功优化规划设计两种。首先确定补偿装置的位置,作用和消耗,这是一个复杂的问题涉及多个时间和多种操作模式。

无功优化问题具有以下特点:

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