电力系统的无功优化

摘要

总结归纳了与无功优化有关的理论知识。对无功功率的概念、无功功率对电力系统的影响、电压调整方法以及无功补偿手段等作了介绍。

介绍了无功优化的各种数学模型，并对各种无功优化算法进行了介绍和优缺点的对比。重点介绍了内点法无功优化的数学原理，并且详述了MATLAB程序的编制流程。最后，应用MATLAB软件，编制了内点法无功优化的计算程序，对IEEE14节点标准测试系统进行了优化计算。实验结果充分体现了内点法无功优化算法的特点，收敛效果好，优化后的线路损耗明显降低。

关键词  无功优化 电压调整 无功补偿 内点法

目  录

1  引言....................................................... 4

1.1 研究背景和意义.............................................4

1.2 无功优化的研究现状.........................................4

1.3 本文主要研究工作...........................................6

2  无功优化与电压调整基本概念.................................7

2.1 无功功率概念..............................................7

2.2 无功功率对电力系统的影响...................................8

2.2.1无功功率传输对电力系统的影响..............................8

2.2.2无功功率对电压的影响.....................................9

2.2.3 无功优化和无功补偿对电力系统经济运行的影响...............12

2.3 电力系统的电压调整.........................................12

2.3.1中枢点电压管理................................. ..........12

2.3.2 电压调整基本原理.........................................13

2.4 电力系统的几种主要调压措施.................................14

2.4.1 改变发电机端电压调压................................. ...15

2.4.2 改变变压器变比调压..................................... 15

2.4.3 无功功率补偿调压............................ ..... ..... 15

3 电力系统无功优化的数学模型与求解方法简介................. .. 16

3.1 电力系统无功优化的数学模型简介........................... 16

3.1.1 目标函数........................................ ....... 16

3.1.2 等式约束条件....................................... .....17

3.1.3 不等式约束条件............................... ...........17

3.2 电力系统无功优化的求解方法简介.............................18

3.2.1 常规优化方法.............................................18

3.2.2 人工智能方法.............................................20

4 内点法及其应用...............................................23

4.1内点法概述.................................................23

4.2跟踪中心轨迹内点法.........................................24

5 内点算法的程序实现...........................................28

5.1数学模型...................................................28

5.2 形成系数矩阵..............................................29

5.2.1 等式约束雅克比矩阵.......................................29

5.2.2 不等式约束的雅克比矩阵...................................31

5.2.3 对角矩阵.................................................31

5.2.4 海森伯矩阵...............................................32

5.3 形成常数项...................................... ...... ....34

6 算例验证................................................. ...35

6.1 IEEE-14节点测试系统数据................................ ...35

6.2 优化结果................................ ............... ...37

结论................................. .................. ... ...38

参考文献................................. .................. ...40

致谢................................. .................. ......41