电力系统电压无功多目标的优化控制

摘要

电力系统中无功功率分布是否合理直接影响电力系统运行的安全性、稳定性，且与经济效益直接相连。系统中无功功率不足将导致电压降低，使用电设备得不到充分利用，严重时还会引起电压崩溃。例如1987年的东京大停电、2003年8月美国东北部和加拿大发生的大面积停电事故。这些典型的电压崩溃事故一般发生在负荷重载、故障或无功短缺的电力系统中。高峰负荷时无功不足会造成电压崩溃，甚至导致整个系统瓦解；反之无功过剩也会恶化系统电压，危害系统及设备安全，过多的无功备用也浪费不必要的投资。如果仅以发电机无功出力平衡负荷无功，将会有大量无功功率在电网中流动，使线路电压降增大、线路损耗增加及供电的经济性下降。总之，合理的无功电源配置能有效地降低系统网损、保证电压质量、预防事故发生(扩大)，提高电力系统运行的安全性、稳定性、经济性。

电力系统电压无功多目标的优化控制是主要的复杂优化和控制问题之一，本文在明确电压无功多目标控制方式及意义的基础上，剖析了电力系统中的电压问题，进一步详细研究了电压无功多目标优化算法的实现，并通过在IEEE-6

节点网络的无功优化计算结果的分析，表明本文所研究优化控制方法的有效性。

关键词　电压无功；电力系统；多目标；优化控制

目录

摘要 I

第1章 绪论 2

1.1无功优化的意义 2

1.2无功优化的现状 2

1.3无功优化的目的 3

第2章 多目标优化控制模型 4

2.1 控制方式 4

2.2 最小奇异值 4

2.3 静态电压稳定裕度 5

2.4 优化模型 5

2.5 模型转化 6

2.6 灵敏度算式 6

2.6.1 最小奇异值对控制变量Z的灵敏度 6

2.6.2 有功网损 对控制变量 z的灵敏度 6

2.6.3 节点电压幅值v对控制变量z的灵敏度 6

第3章 求解方法 7

第4章 电压无功多目标优化算法的实现 8

4.1 线性规则 8

4.2 控制变量约束 9

4.3 锯齿现象的处理 9

4.4 优化计算步骤 9

第5章 优化控制的实验分析 10

第6章 总结 11

参考文献 12

致谢 13