考虑谐波因素的配电网无功优化规划

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无功优化规划问题是工程界和学术界所共同关注的研究课题。通过无功优化可以有效地改善电网的电压水平,降低系统的有功网损,但不合理的无功配置在系统有谐波存在的情况下可能产生谐波谐振或谐波电流放大,随着电力电子产品的大量应用,系统中的谐波成分越来越多,在进行无功规划时,谐波的影响已经成为了必须考虑的因素之一。另外在无功规划模型和优化算法方面,也还存在模型与实际电力系统不接近、应用的算法收敛性差等缺点,有待进一步改进。  首先,为了解决常规优化方法收敛性差的问题,充分利用粒子群优化(PSO)算法在解决复杂优化问题时具有优越性,并避免其存在的易陷于局部最优的缺点,提出了基于自适应粒子群优化(APSO)算法进行无功规划,APSO算法可以很好地提高算法的收敛性,并能很好地实现全局最优。  其次,为了解决无功配置不合理造成的谐振问题,在建立无功优化规划模型时,将电网中所有节点电压的总谐波畸变率作为约束条件,提出了考虑谐波因素的配电网无功优化规划模型;在选取无功补偿地点时,充分考虑了网损、谐波电压与无功的灵敏度等因素,结合灵敏度分析来指导无功补偿点的选取,提出了无功补偿地点的合理选取原则。  最后,将所提出的方法应用于16节点配电网和IEEE30节点配电网进行无功优化规划,由仿真结果可知:应用APSO算法获得了更好的收敛效果,更易于得到电容器配置的最优解,说明APSO算法解决无功优化规划问题具有更大的优越性;运用考虑谐波因素的模型可以实现无功优化并能很好地抑制谐波;考虑谐波因素选择的无功补偿地点是合理的。  通过仿真结果可以进一步推断,在实际的配电网中安装电容器进行无功优化规划时,应用本文提出的无功优化规划模型及优化算法可以很好地确定无功电容器的配置地点和容量,实现无功优化并不会产生谐波放大,具有工程实际意义。
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