電力系統(tǒng)綜合節(jié)能的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化問題研究

【摘要】： 通過電力系統(tǒng)有功功率優(yōu)化,可以達(dá)到降低發(fā)電成本、節(jié)約一次能源的目的;通過電力系統(tǒng)無功功率優(yōu)化,可以達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)損耗、節(jié)約二次能源的目的。而協(xié)調(diào)優(yōu)化電力系統(tǒng)有功與無功功率,可以使電網(wǎng)運行的綜合節(jié)能效益最優(yōu)。 本文首先通過分析發(fā)電機P-Q功率極限曲線和輸電線路輸送端功率圓曲線,闡述電力系統(tǒng)有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化的機理,為后面建立并求解基于電力系統(tǒng)綜合節(jié)能的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化模型奠定理論基礎(chǔ)。 本文以發(fā)電系統(tǒng)總發(fā)電成本最小為目標(biāo)函數(shù),建立基于發(fā)電側(cè)節(jié)能效益最優(yōu)的電力系統(tǒng)有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。在求解該模型時,通過節(jié)點類型轉(zhuǎn)換,優(yōu)化控制發(fā)電機組的無功出力并處理各類節(jié)點的電壓越限問題;通過建立電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點電壓方程及回路電流方程,求解節(jié)點注入功率對支路潮流的靈敏度矩陣;通過定義支路類型,用支路類型轉(zhuǎn)換的方法處理系統(tǒng)支路潮流越限問題。 針對“廠網(wǎng)分離”以及節(jié)能發(fā)電調(diào)度背景下單純依據(jù)能耗或成本指標(biāo)進(jìn)行發(fā)電調(diào)度的不合理性,本文利用電網(wǎng)網(wǎng)損指標(biāo)對發(fā)電成本指標(biāo)進(jìn)行修正,以總發(fā)電成本最小以及電網(wǎng)有功功率損耗最小為目標(biāo)函數(shù),建立基于發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)綜合節(jié)能效益最優(yōu)的電力系統(tǒng)有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。在求解該模型時,借助λ乘子把多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題,并通過對Pareto最優(yōu)前沿集上綜合節(jié)能效益最優(yōu)解的定義,求解λ乘子的最優(yōu)值,同時還提出了λ的近似求解方法以及有網(wǎng)損率約束情況下的λ值求解方法。 通過對IEEE-30節(jié)點和IEEE-57節(jié)點試驗系統(tǒng)的算例分析,說明了本文研究工作的有效性。本文的研究成果可以為當(dāng)前電網(wǎng)條件下,由傳統(tǒng)發(fā)電調(diào)度模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能發(fā)電調(diào)度模式提供參考性依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：綜合節(jié)能 協(xié)調(diào)優(yōu)化 節(jié)點類型轉(zhuǎn)換 支路類型轉(zhuǎn)換 多目標(biāo)優(yōu)化 Pareto最優(yōu)性
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM714.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r12-18
• 1.2.1 有功功率優(yōu)化13-14
• 1.2.2 無功功率優(yōu)化14
• 1.2.3 有功與無功功率解耦或交替優(yōu)化14-17
• 1.2.4 多目標(biāo)優(yōu)化17-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 電力系統(tǒng)有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化機理闡述19-27
• 2.1 發(fā)電機P-Q 功率極限曲線19-21
• 2.2 輸電線路輸送端功率圓曲線21-23
• 2.3 有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化機理闡述23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于發(fā)電側(cè)節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化27-46
• 3.1 基于發(fā)電側(cè)節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化模型27-32
• 3.1.1 總發(fā)電成本最小的目標(biāo)函數(shù)27-30
• 3.1.2 約束條件30-32
• 3.2 基于發(fā)電側(cè)節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化算法32-43
• 3.2.1 優(yōu)化算法簡介32-35
• 3.2.2 簡化梯度法與牛頓法相結(jié)合的優(yōu)化算法35-37
• 3.2.3 節(jié)點類型轉(zhuǎn)換與支路類型轉(zhuǎn)換37-43
• 3.3 算例分析43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)綜合節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化46-59
• 4.1 基于發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)綜合節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化模型46-49
• 4.1.1 總發(fā)電成本最小和電網(wǎng)有功損耗最小的目標(biāo)函數(shù)46-48
• 4.1.2 約束條件48-49
• 4.2 PARETO 最優(yōu)性49-50
• 4.3 基于發(fā)電側(cè)與電網(wǎng)側(cè)綜合節(jié)能效益最優(yōu)的有功與無功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化算法50-56
• 4.3.1 λ乘子50-52
• 4.3.2 綜合節(jié)能效益最優(yōu)解52-53
• 4.3.3 λ值的求解方法53-56
• 4.4 算例分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章結(jié)論與展望59-61
• 5.1 主要結(jié)論59-60
• 5.2 研究展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 附錄一64-65
• 附錄二65-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的學(xué)術(shù)論文67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目68-71
• 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯決議書71

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