静态电压稳定的无功优化模型和算法研究

• 作 者: 瞿苏寒
• 机 构: 哈尔滨工业大学
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 特征值 静态电压稳定 无功优化模型 量子粒子群优化算法

电网跨地区互联和电力市场的快速发展在带来显著经济效益的同时，也对电力系统经济、安全、稳定运行提出了更高的要求。传统的无功优化通常考虑的仅仅是提高电网的电压质量和降低网损，当系统的传输容量有足够的裕度时，这种只考虑经济效益和基本运行约束的做法是适当的。然而，随着电力系统的不断发展，负荷迅速增加，远方电源供电比重增大，以致在负荷高峰时传输容量有可能接近极限，增加了出现电压崩溃并发展为全网性事故的可能性。因此，协调电力系统的经济性、安全性于一体显得尤为重要。　　本文以特征值分析为理论基础，将静态电压稳定的裕度指标加入到无功优化中，提出了考虑电压稳定裕度的无功优化模型。该模型用雅可比矩阵的最小特征值作为系统静态电压稳定裕度的指标，建立以最小特征值最大化、系统有功网损最小化的多目标函数，然后把多目标函数转化为单目标函数，使系统在满足网损最小的同时达到电压稳定裕度最大的目标。　　本文针对电力系统考虑电压稳定的无功优化问题，首次引入了量子粒子群优化(QPSO)算法，并在此基础上提出了一种混沌量子粒子群优化(CQPSO)算法，利用混沌良好的遍历性、随机性以及内在规律性对量子粒子群算法进行改进，当粒子陷入局部最优的时候，利用缩小空间的混沌优化来引导群体跳出局部最优，以克服量子粒子群算法容易早熟而陷入局部最优的缺点；通过IEEE14和IEEE57节点系统的仿真计算，验证了本文所提出的数学模型和算法的可行性和有效性。　　最后对无功优化后的系统正常运行状态进行特征结构分析，指出电压易失稳区、影响电压稳定的关键发电机和关键输电支路，对电压稳定的预防控制给出了较为详细的参考数据。