考虑分布式新能源的配电网无功补偿优化配置研究

论文总字数：25287字

摘 要

在当前的配电网建设中，多种分布式电源的接入给电力系统运行带来了多方面的影响，这就给配电网的经济安全运行带来了更大的挑战。针对配电网可能出现的电压水平较低等问题，进行无功补偿配置是目前较常用的手段。无功补偿装置的优化配置不但可以改善电压水平还可以降低电网的有功损耗，减少生产电能的成本。因而在电力系统规划设计中，考虑对配电网的无功补偿进行优化配置具有着重要的现实意义。本文的主要工作如下：

（1）简单介绍分布式电源的相关内容，分析分布式电源的接入配网后对电网的无功补偿配置以及潮流计算的影响。

（2）在IEEE33节点系统中，采用前推回代的潮流计算方法，对原配电网和接入分布式电源后的配网进行潮流仿真，并对仿真结果对比进行分析。

（3）以无功补偿装置的投入位置以及数量作为优化变量，配电网的有功损耗以及补偿装置投资运行成本为优化目标，建立数学模型。采用蚁狮算法对所建立的目标函数进行优化，得到最优解集，引入模糊贴近度比较的方法，从最优解集中得到最优配置方案。

关键词：分布式电源；配电网；无功补偿优化装置；蚁狮算法；模糊贴近度

Research on Optimal Allocation of Reactive Power Compensation in Distribution Network with Distributed Generation

Abstract

In the current distribution network construction, the access of a variety of distributed power sources has brought various effects to the operation of the power system, which brings greater challenges to the economic and safe operation of the distribution network. For the problems of low voltage levels that may occur in the distribution network, it is a common method to perform reactive power compensation configuration. The optimized configuration of the reactive power compensation device not only improves the voltage level but also reduces the active loss of the power grid and reduces the cost of producing electrical energy. Therefore, in the planning and design of power system, it is of great practical significance to consider optimizing the reactive power compensation of the distribution network. The main work of this paper is as follows:

(1) Briefly introduce the relevant content of the distributed power supply, and analyze the influence of the distributed power supply on the reactive power compensation configuration and power flow calculation of the power grid.

(2) In the IEEE33 node system, the power flow calculation method is used to calculate the power flow of the distribution network after the original distribution network and the distributed power supply, and the simulation results are compared.

(3) Taking the input position and quantity of the reactive power compensation device as the optimization variables, the active loss of the distribution network and the investment operation cost of the compensation device are the optimization objectives, and the mathematical model is established. The genetic algorithm is used to optimize the objective function, and the optimal solution set is obtained. The method of fuzzy closeness comparison is introduced, and the optimal configuration scheme is obtained from the optimal solution set.

KEY WORDS:distributed power supply；reactive power compensation configuration,；multi-objective optimization,；Ant lion algorithm,；fuzzy closeness

目录

考虑分布式新能源的配电网无功补偿优化配置研究  I

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 该课题国内外研究现状 1

1.3.1 分布式发电研究现状 1

1.3.2 配电网无功补偿优化方法的研究现状 1

1.4 本文的主要工作 2

第二章 分布式发电 3

2.1 概述 3

2.2 分布式电源 3

2.2.1 风电 3

2.2.2 光伏发电 4

2.2.3 微型燃气轮机 4

2.2.4 燃料电池 4

2.2.5 生物质发电 5

2.3 分布式电源对配电网的影响 5

2.4 分布式电源接入配电网的方法 7

2.4.1 电能变换设备 7

2.4.2 电能存储设备 7

2.4.3 接入方法 7

第三章 含分布式电源的配电网无功补偿优化配置 9

3.1 数学模型 9

3.1.1 全年网损费用和无功补偿设备投资费用 9

3.1.2 资金的时间价值 9

3.1.3 配电网无功补偿优化数学模型 10

3.1.4 数学模型的求解方法 11

3.2 潮流计算方法 11

3.2.1 前推回代法 11

3.2.2 分布式电源对潮流计算的影响 12

3.3 蚁狮优化算法 13

3.3.1 概述 13

3.3.2 算法的基本过程 14

3.4 蚁狮算法算法在无功优化问题中的具体应用 16

3.5 模糊贴进度 16

3.5.1 概述 17

3.5.2 基本原理 17

3.6 本章小结 18

第四章 算例及结果分析 19

4.1 基本参数设置 19

4.2 无功优化结果 19

4.3 利用模糊贴进度寻求最优解 22

4.4 优化评价 26

4.5 本章小结 27

第五章 结论与展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 28

参考文献 29

第一章 绪论

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