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考虑静态电压稳定性的多目标无功优化

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杨 晓萍 张 ， 强 薛 ， 斌 ，王 磊 。
（． 安理工大 学水利水 电学院 ，西安 ７ ０ ４ ； ． 山 电力设 计 院有 限公 司 ， 山 ５ ８ ０ ； １西 １０８ ２佛 佛 ２ ２ ０
３ 西 北 电力 设 计 院 ，西 安 ７ ０ ７ ） ． １ ０ ５
摘 要 ： 对 遗 传算 法容 易 出 现 早熟 、 针 局部 寻 优 能 力 较差 和 收敛 速度 缓 慢 的 问 题 ， 文 用 模 拟 退 火 思 想 对 适 应 该 度 函数 进行 改善 ， 自适 应 算法 对 遗 传 算 法 的交 叉 、 异 策 略 进 行 改进 ， 用 精 英 保 留策 略 ， 异 操 作 作 用 尾 用 变 采 变 部 占优 原 则 ， 把 基 于 广 义 Ｔ ｌ ｇ ｎ 理 的电 压稳 定 裕 度 指 标最 小 作 为 无 功 优 化 的 目标 函数 之 一 ， 并 ｅ ｅｅ 定 ｌ 以改 善 电 力 系 统 的静 态 电压 稳定 性 。用 Ｉ Ｅ １ 、 Ｅ ３ Ｅ Ｅ ４ Ｉ Ｅ ０和 Ｉ Ｅ ５ Ｅ Ｅ Ｅ ７节 点 系 统 进 行 验 算 ， 优 化 结 果 与 其 他 算 法 进 行 将
ｓｏｗ ｏ ｖｅ ｇｅ ｅｒ ｔ ．Ｉ ｒ ｅ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅ ｓ， ｏ ｅ ｍｏｄ ｆｅ ｅ ｈｏ ｅ ｃ ｉｅ ｐｏ ｅ ｐｔｍ ｉ ｌ ｃ ｎ ｒ ｎｃ ａ ｅ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｖ ｒ ｏ ｈｅ ｅ ｐｒ ｂｌｍ ｓｍ ｉｉｄ ｍ ｔ ｄｓｏｆｒ ａ ｔｖ ｗ ｒｏ ｉ —
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中 图 分类 号 ：ＴＭ７ ４ ３ １． 文 献标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ — ９ ０ ２ ｌ ） １ ０ ３ ７ ０ ３ ８ ３ （ ０ １ ０ — １ ８ ０
Ｍ ｕｔ ｏ ｊ ｃｉｅＲ ａ ｔ ｅＰ ｗ ｒＯｐ ｉ ｚ ｔ ｎｌ —ｂ ｔ ｅ ｃｉ ｏ ｅ ｔ ｉ ｅ ｖ ｖ ｍｉａｉ ｏ
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第 ２ ３卷 第 １ 期 ２１ ０ １年 ２月
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
Ｐｒ ｃ ｅ ｉ ｆｔ ｏ ｅ ｄｎｇｓｏ ｈｅ ＣＳＵ — ＥＰＳＡ
Ｖｏ． ３ １ ２ ＮＯ ．１
Ｆｅ ２ １ ｂ． Ｏ１
考 虑 静 态 电压 稳 定 性 的 多 目标 无 功 优 化
ｍ ｏ ｆｅ ｉｇ ｉ ｕ ａ ｅ ａ ｅ ｌ ｔ ｅ ｒ ．Ｇｅ ｔｃ ａ ｇ ｉｈｍ ｃ ｏ ｓ ｖｅ ａ ｄ ｄｉｉｄ ｂｙ ｕｓｎ ｓｍ ｌ ｔｄ ｎｎ ａｉ ｎｇ ｈ ｏ ｙ ｎｅｉ ｌ ｏｒｔ ｒ ｓ ｏ ｒ ｎ ｍ ｕｔ ｔｏ ｓ ｒ ｔ ｇｙ ａ ｉｎ ｔａ ｅ ｗ ｅ ｅ ｍ — ｒ ｉ
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比较 ， 明 本文 算 法 优 化结 果 更 优 ， 对 于 简单 遗 传 算 法 有 更 好 地 收 敛 性 ， 速 了 算 法 的 收 敛 速 度 ， 降 低 网 表 相 加 在 损 的 同 时能 够 有 效 提高 负 荷 节点 的 电压 稳 定裕 度 。
关 键 词 ：电力 系 统 ； 功优 化 ；静态 电压 稳定 ； 度指 标 ；改进 遗 传 算 法 无 裕
３ Ｎ ｏ ｔ ｗ ｅ ｔＥｌｃ ｒｃ Ｐｏ ｅ ｓｇ ｎ ｔｔ ｔ ． ｒｈ ｓ ｅ ｔｉ ｗ ｒＤｅ ｉ ｎ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ，Ｘ ｉ ｎ ７ ０ ５，Ｃｈｉ ａ １ ０７ ａ ｎ）
Ａｂ ｔａ ｔ：Ｔｈｅ ｇ ｎ ｔｃ ａ ｇ ｒｔ ｓｒ ｃ ｅ ｅ ｉ ｌ ｏ ｉｈｍ ａ ｈｒ ｅ ｄ ｓ ｄｖ ｎ ａ ｓ：ａｒｙ ｍ ａ ｕ ｉｙ， ｏ ｂ ｌｔ ｆｌ ｃ ｌｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｈ ｓ ｔ ｅ ｉａ ａ ｔ ｇｅ ｅ ｌ ｔ ｒｔ ｐｏ ｒ ａ ｉｉｙ ｏ ｏ ａ ｔｍ ｚ ｔｏｎ， ｎ ａｄ

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基于NSGA-Ⅱ算法的多目标静态无功优化

基于NSGA-Ⅱ算法的多目标静态无功优化

Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＮＳ ＧＡ・ Ｉ Ｉ Ａｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ
Ｙｕ Ｌ ｅ ｉ ， Ｄｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ ｇ
（ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｋ ｏ ｕ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｋ ｏ ｕ ０ ７ ５ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ ７ １ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ － ９ １ ７ １ （ ２ ０ １ ４ ） １ １ 一 Ｏ ０ １ ２ － ０ ６
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ Ｒｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
法、 线性规划 法、 混合整 数规划 法 、 动 态 规 划 法
展成 为综合 考虑 各 类运 行 指 标 的多 目标 优 化 ， 其
目标 涉及 到安全 裕 度 指标 、 电压 质量 指 标 和 运 行 经济性 指标 等各 个方 面 。 。求 解 的常 规做 法 是 转换 多 目标 优 化 问题 为 单 目标 问 题 后 求 解 。这
只能是 次优解 ， 甚 至 是不 可 行 的解 。为 了解 决 这 些 问题 ， 学者 们逐 渐把 人 工 智 能方 法 应 用 于无 功 优化 这一 领域 ， 其 中 包 括 遗 传 算 法 、 模 拟 退
Байду номын сангаас
行 的有 效手段 ， 是 提 高 电力 系统 电压 质 量 的重 要
措施 之 一 。所 谓无 功 优化 ， 就是 当系 统 的结 构 参 数 及负 荷情况 确 定 时 ， 通 过 对某 些 控 制 变量 进 行 优化 ， 使 得 系统在 满 足所 有 给定 约 束 条 件 的基 础
电力系统中的电压稳定性分析与改进策略

电力系统中的电压稳定性分析与改进策略

电力系统中的电压稳定性分析与改进策略电力系统的电压稳定性分析与改进是确保系统正常运行和供电质量稳定的重要环节。

本文将详细介绍电力系统电压稳定性的分析方法，以及改进策略。

一、电压稳定性分析方法（一）静态分析法静态分析法是一种简化了电力系统模型的静态平衡法，通过忽略短期动态响应和系统的非线性特性来分析电压稳定性。

静态分析法可以使用功率流分析进行电压稳定性分析，主要包括节点电压法、导纳阻抗法和调整阻抗法等，通过计算得到系统的节点电压和功率偏差，从而判断系统的电压稳定性。

（二）动态分析法动态分析法是一种考虑了电力系统的瞬态响应和非线性特性的分析方法，通过考虑负载变化、故障和控制器动态响应等因素对系统进行动态模拟和仿真，计算系统响应过程中的电压波动情况。

常用的动态分析方法有振荡等效法、自衔接法、以及时域和频域模拟方法等。

动态分析法能够全面考虑系统的非线性特性和瞬态响应，对电压稳定性的评估更准确。

二、电压稳定性的改进策略（一）发电侧的控制策略1.发电机调整控制：通过调整发电机励磁系统使得电压保持稳定。

2.AVR和无功补偿：采用自动电压调节器(AVR)和无功补偿装置来调节系统电压，并通过改变电源电压变化率减小电压波动。

3.机组统一调度：通过合理的机组出力分配和协调运行，减少机组负荷波动，提高系统的电压稳定性。

（二）负荷侧的控制策略1.合理负荷预测和管理：对负荷进行准确预测，并采取合理的负荷管理措施，控制负荷波动范围，减小对系统电压的影响。

2.负荷调度和优化：通过负荷调度和优化方法，将考虑削峰填谷，均衡负荷和降低电压尖峰，提高系统的电压稳定性。

3.过载保护和限流：对负载过载和瞬态故障采取保护措施，如及时切除过载负荷，限制故障电流对电压的影响。

（三）系统拓扑优化和规划策略1.线路规划和交叉调度：通过合理规划系统线路布局和交叉调度，减小线路阻抗和负载不平衡，提高系统电压稳定性。

2.变电站布置和优化：根据负荷分布和功率流向情况，合理布置变电站和选择变电站参数，以降低系统的电压损耗和提高系统电压稳定性。

考虑电压稳定约束的电力系统无功规划

考虑电压稳定约束的电力系统无功规划

络损 耗 ） 小 。而无 功规 划 Ｒ Ｐ（ ａｔ ｅ ｏ ｒ 最 Ｐ Ｒｅｃｉ ｗｅ ｖ Ｐ Ｐ ｏ ｒｍｍｉｇ ｒｇ ａ ｎ ）是 为 达 到 某 种 目 标 （ 常 是 使 系 通 统 静 态 电 压 稳 定 裕 度 高 于 某 个 阀 值 ） 对 需 投 入 而 无 功备 用设 备进行 规 划 的问题 。
关键词 ： 电力 系统 ； 功 规 划 ； 无 负荷 裕 度 ； 态 电压 稳 定 ； 测 校 正 一 原 对 偶 内点 法 静 预
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（ １ ７ ０ １ 。 ５ ０ ７ ９ ） 中图分类号 ： ＴＭ７ ４ １ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ １ ５ （ ０ １ ０ — ０ ３ —０ ２ ９ — ２ ６２ １ ） １ ０ ９ ４
互补 松 弛条件 的二 次性 和动 态地 确定 向心 参数 的 取值 ， 而能够 较 好 地 协 调 解 的最 优 性 及 可 行性 从
之 间的关 系 ， 善算 法 的收敛 性能 。 改
有 的无功 补偿 元件 及 调 节 设 备 范 围 内 ， 在满 足 系 统各 项约束 条件 下 ， 系统运行 费用 （ 常是 使 网 使 通
ｓａ ｌ ｙ ｃ ｔ ｂｉｉ ｏｎｓｒ ｉ ｓ Ｐｒ ｄｉｔ ｒ ｏｒ ｅ ｏｒ ｐｒｍａｌ ｔ ｔ ａｎｔ ． ｅ ｃ ｏ ｃ ｒ ｃｔ ｉ ｄｕ ｌｉ ｅ ｉ ｏｉ ｍ ｅ ｈｏ ｉ ｅ ｐ ｏ ｄ Ｏ ｓ ｖ ｈｉ ｍ ｏ ｌ ａ ｎｔｒｏｒ ｐ ｎｔ ｔ ｄ ｓ ｍ ｌ ｙｅ ｔ ｏｌｅ ｔ ｓ ｄｅ ，
（ ｐ ． Ｅｌｃ ｒｃ ｌ ｇｎ ｅｉ ｇ，Ｓ ａ ｇ ａ ｉｏ Ｔｏ ｇ Ｕ ｎｖ ｒ ｉ Ｄｅ ｔ ｅ ｔｉａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｈ ｎ ｈ ｉ ａ ｎ ｉ ｅｓｔ Ｊ ｙ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ２ ０ ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ ４ ，Ｃｈｎ ） ｉ ａ
静态电压稳定分岔点的识别和计算方法综述

静态电压稳定分岔点的识别和计算方法综述

静态电压稳定分岔点的识别和计算方法综述马冠雄【摘要】电力系统静态电压稳定分析中,常见有鞍结型分岔点和极限诱导型分岔点.识别和计算这2种不同的分岔点的意义在于准确地计算在分岔点处各种控制变量对于电压稳定裕度的灵敏度,从而为最终的控制服务.对该问题当前的研究现状进行了综述,主要介绍了鞍结型分岔点和极限诱导型分岔点各自的原理和特性,对识别和计算这2种不同分岔点的主要方法进行了论述,并就各种算法的计算量大小、求解速度、收敛性和实用性等方面进行了分析比较.最后,指出了这2种分岔点的识别和计算方法的未来研究方向和需要解决的问题.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2011(024)008【总页数】6页(P21-25,103)【关键词】鞍结型分岔点;极限诱导型分岔点;电压稳定裕度;灵敏度【作者】马冠雄【作者单位】佛山南海电力设计院工程有限公司,广东佛山528200【正文语种】中文【中图分类】TM712.2在电力系统电压稳定分析与控制中,电压稳定分岔点的识别与计算具有十分重要的意义。

给定一个基态的电力系统,并给定一个系统发电和负荷的增长方向,就可以计算系统在此方向上的静态电压分岔点。

只有得到较为精确的电压分岔点及其性态,才能得到较精确的电压稳定裕度和灵敏度,进而得到提高电压稳定裕度的最佳控制方案。

1 2种不同类型的电压分岔点在电力系统静态稳定性分析中,主要有2种电压崩溃点,一种是鞍结型分岔点(saddle-node bifurcation point,SNBP),另一种是极限诱导型分岔点(limit-induced bifurcation point,LIBP)。

不同类型的分岔点所满足的决定性系统方程不同,反映的物理现象不同,性质不同,带来的信息也不同。

识别这2种分岔点有2层意义。

首先,在相同系统中这2种分岔点的电压稳定裕度可能相差较远,其引起系统电压稳定崩溃的最弱节点或区域可能完全不同,正确识别这2种类型的分岔点有利于运行人员了解系统当前的电压稳定裕度和系统稳定的最薄弱区域,并采取相应的预防措施;其次,这2种分岔点的灵敏度计算公式以及相应的控制策略是不同的,错误识别将引起严重的误差。