基于BPA对配电网无功优化的研究

上海电力学院本科毕业设计（论文）题目：基于BPA软件的电力系统仿真计算院系：电力与自动化工程学院专业年级：电气工程及其自动化届学生姓名：学号：指导教师：200 年月日【摘要】随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高，电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加，因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛。

电力系统仿真是电力系统设计、规划、运行的基础。

它已经成为研究整个电力系统动态特性不可缺少的工具。

中国版BPA模型齐全、功能强大、使用灵活、操作方便,特别适合大规模交直流系统的仿真计算。

分别从数学模型、软件功能和输入输出3方面对BPA进行了介绍。

电力系统模型和参数的准确性对电力系统分析的结果有很大的影响，涉及潮流计算、稳定计算、电压控制、无功管理、故障后的GOV潮流、AGC潮流和调度员潮流的准确性，从而也将进一步影响到运行方式和运行人员的决策。

最后展望了电力系统仿真软件的未来发展方向。

本文重点分析了BPA的电力系统仿真分析软件的结构、功能特点和应用情况，并通过IEEE-14、IEEE-30节点算例展示了其功能。

关键词：潮流计算；电力系统仿真软件；BPA【Abstract】With the modern power system scale is larger and larger and the voltage rank is higher and higher，the complexity of layout，operation and control for power system is enhanced increasingly．The applications of power system simulation software are widely and widely in the production and research of power system．Power system simulation is the foundation of power system designing，planning and operation．It has becomes the essential tool to research the power system dynamic characteristics．BPA (Bonneville Power Administration) in Chinese copyright has many traits, such as, complete models, strong functions, flexible uses and convenient operation．Especially, it adapts to the simulation of large scale AC /DC power system．It introduces BPA from the aspects of mathematical models, software functions, input and output．The precise of an electric power system model and parameter has a great deal of effect on analyzing the electric power system ，which involves tidal flow calculation，stability calculation，voltage control，reactive power management，and the accurateness of GOV tidal flow after fault，AGC tidal flow and dispatcher tidal flow，which furthers to influence operation mode and decision-making for operator．Finally the development direction of power system simulation software is prospected．The structure，function，characteristics and applications of BPA power system simulation software are discussed in this paper．It sets out the functions of BPA by the simulation based on IEEE seven-node and IEEE thirty-node power system.KEY WORDS:power flow analysis；power system simulation software；BPA(Bonneville Power Administration)目录1 引言........................................... 错误!未定义书签。

基于BPA计算模型和SVG的大电网实时仿真方法汤伟【摘要】分析了电力系统各级调度现有数据资源及数据管理方法,在此基础上,提出了一种以BPA计算模型为数据载体的大电网实时仿真方法.该方法以BPA文件格式统一构建大电网计算模型,基于SVG(可缩放矢量图形)技术对BPA计算模型进行二次图形化建模,与国产BPA计算软件相结合后,可实现图、模一体化在线编辑及实时仿真分析,实际系统的应用验证了所提方法的有效性.该方法可为电网研究、规划和实际操作提供理论依据.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)007【总页数】6页(P71-76)【关键词】大电网;BPA计算模型;实时仿真;SVG技术;图模一体化【作者】汤伟【作者单位】安徽电力调度控制中心,安徽省合肥市230022【正文语种】中文【中图分类】TM740 引言我国电网调度机构分为国调、网调、省调、地调、县调，有着分级管理运行的特点，各级调度自动化系统仅建立所辖电网数据[1-5]，对外网数据进行等值处理。

当前，电力系统正向大电网时代迈进，“孤网”逐步并入大网，实现电力资源大范围优化配置、走向整体联网融合的大格局[6-8]。

近年来，我国城市建设的快速发展对电力的需求不断扩张，促使地区电网结构复杂、运行方式多变，与省级电网联系更加密切。

“十二五”期间，随着特高压目标网架的基本形成，以及智能电网建设的加速推进[9-10]，对提高驾驭大电网能力和实现精益化管理提出了更高的要求，使电网计算不断深入，增加了大电网仿真分析的复杂性。

为了提高驾驭大电网能力，需要对各级调度能量管理系统（EMS）数据进行统一建模，在大范围内对电网进行实时仿真分析。

文献[11-14]虽阐述了如何解决各级调度“信息孤岛”的难题，但均未涉及如何对合并后的大电网进行实时仿真分析。

随着电力系统数学模型的发展和程序应用的经验积累，国产BPA程序得到了完善和开发，对大规模电网仿真分析提供了很好的支持。

云南电网无功优化配置方案吕秋萍;肖友强;朱晓荣【摘要】在合理电网规划和电源规划的同时,进行无功规划是维持电网电压稳定和保证电能质量的不可缺少工作.根据“十二·五”云南电网规划,使用BPA软件对云南电网“十二·五”进行分层分区无功平衡分析.利用灵敏度分析找出无功补偿敏感点,从动态仿真角度研究了无功补偿类型.从优化角度论证了无功配置能够满足电网无功优化运行.提出的无功优化配置,对云南电网“十二·五”无功规划具有良好的指导意义.%While reasonable network planning and power planning, reactive planning is indispensable to maintain the grid voltage stability and ensure power quality. Based on the Yunnan Power Grid " 12th Five-Year" Planning , BPA is used to analysis stratified and partitioned reactive power balance, and used the method of sensitivity analysis to identify the sensitive pointof reactive power compensation. Then from the dynamic simulation point of view the type of reactive compensation is studied, and from optimization point of view it demonstrates the reactive configuration which is able to meet the reactive power optimization run. The proposed reactive power optimal allocation is a good guidance to the Yunnan Power Grid "12th Five-Year" reactive power planning.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)030【总页数】4页(P8034-8037)【关键词】BPA;无功优化;配置【作者】吕秋萍;肖友强;朱晓荣【作者单位】华北电力大学云南电网公司研究生工作站,昆明650000;云南电网规划中心,昆明650000;华北电力大学(保定)电力工程系,保定071000【正文语种】中文【中图分类】TM714.3无功功率不消耗能量，只在设备之间交换能量［1］。

“配电网无功优化”文件文集目录一、含有风电分布式电源的配电网无功优化研究二、基于模拟退火算法的配电网无功优化的研究三、基于AGMOPSO的含风电配电网无功优化四、包含分布式电源的配电网无功优化五、含光伏电站配电网无功优化的研究六、含新能源和电动汽车充电站并网的主动配电网无功优化模型含有风电分布式电源的配电网无功优化研究随着可再生能源的快速发展，风电分布式电源在配电网中的应用越来越广泛。

风电分布式电源具有不连续、不稳定的特性，对配电网的无功优化带来了新的挑战。

无功优化可以提高配电网的电能质量，降低线损，提高电网的稳定性。

因此，研究风电分布式电源的配电网无功优化具有重要的实际意义。

风电分布式电源是指将风力发电机组分散布置在配电网中，以实现就地消纳和利用风能的目标。

传输技术是实现风电分布式电源应用的关键，包括电力电子技术和柔性交流输电技术等。

控制策略是保证风电分布式电源安全、稳定运行的重要手段，包括功率控制、电压控制等。

配电网无功优化是提高电能质量、降低线损的重要手段。

无功补偿装置可以改善配电网的功率因数，提高电压质量，减小线损。

电压优化通过调节配电网的电压等级和运行方式，实现优化运行。

停电恢复是针对配电网故障后的恢复策略，通过快速定位和隔离故障，尽快恢复供电。

风电分布式电源对配电网无功优化具有重要影响。

风电分布式电源的不稳定特性会增加配电网的谐波污染和电压波动。

风电分布式电源的调节能力可以为配电网提供无功支持，提高配电网的稳定性。

风电分布式电源的并网运行也会增加配电网的停电风险。

针对配电网无功优化的控制策略是关键技术之一。

电压调整是通过调节变压器的分接头或无功补偿装置，实现电压稳定。

负荷跟踪是通过实时监测负荷的变化，调整电源的输出，实现负荷的平衡。

静态优化是通过优化无功补偿装置和变压器的投切，实现静态无功补偿。

本文研究了含有风电分布式电源的配电网无功优化问题。

介绍了风电分布式电源和配电网无功优化的背景和意义，明确了研究问题。

基于免疫遗传算法的配电网无功优化研究的开题报告一、研究背景随着电力系统的发展，配电网的规模越来越大，复杂度越来越高。

在配电网的运行中，无功功率控制是非常重要的一项任务，它不仅可以改善系统的电压稳定性，还可以提高系统的运行效率和经济性。

目前，配电网中的无功优化问题已经成为一个研究热点，许多学者已经对配电网无功优化问题进行了深入的研究。

传统的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等，这些算法在优化问题中已经得到了广泛应用，但是它们存在一些不足之处，如优化精度有限、易陷入局部最优等问题。

免疫遗传算法是一种新兴的优化算法，它结合了免疫学和遗传算法的优点，在优化问题中有着广泛的应用前景。

二、研究内容本文将基于免疫遗传算法，研究配电网的无功优化问题。

具体来说，我们将分析配电网的无功优化问题，并通过建立数学模型进行描述。

然后，我们将引入免疫遗传算法，利用免疫学中的抗体结构来代替遗传算法中的染色体结构，以更好地搜索全局最优解。

最后，实验将通过MATLAB进行仿真，验证免疫遗传算法在配电网无功优化问题中的有效性和优越性。

三、研究意义1、充分发挥免疫遗传算法在优化问题中的优越性能，提高配电网无功优化问题的解决精度和效率。

2、探索新型优化算法在配电网无功优化问题中的应用，丰富电力系统优化研究方法和技术手段。

3、优化配电网的无功功率控制，提高其电压稳定性和经济性，为电力系统的可靠性和稳定性提供支持。

四、研究方法1、文献调研：对配电网无功控制、免疫遗传算法等相关领域的文献进行深入调研，了解相关研究现状和发展趋势。

2、理论分析：通过对配电网无功优化问题的分析，建立相应的数学模型，对免疫遗传算法进行理论分析和优化设计。

3、算法实现：利用MATLAB编程实现免疫遗传算法，对无功优化问题进行计算求解。

4、仿真实验：利用MATLAB进行仿真实验，通过实验结果验证免疫遗传算法在配电网无功优化问题中的有效性和优越性。

五、研究计划1、第一阶段（1-2个月）：文献调研，熟悉配电网无功优化问题和免疫遗传算法的基本理论知识，建立相应的数学模型。

基于BPA与OPF的电网无功优化研究电网无功优化是电力系统运行中一项重要的技术，可以降低无功损耗，提高电网运行效率和稳定性。

在无功优化技术中，BPA（基于功率因数补偿的无功优化）和OPF（优化功率流调度）是两种常用的方法。

首先，BPA是一种基于功率因数补偿的无功优化方法。

在电力系统中，存在大量的感性负荷，导致功率因数较低。

BPA的目标是通过控制电网中的无功补偿设备，使系统的功率因数接近于理想值，降低无功损耗，提高功率传输能力。

BPA通过无功补偿装置自动调整功率因数，实现无功的补偿和调节。

BPA的优点是操作简单，控制策略相对较为直观，能够有效降低系统无功损耗，提高电网的稳定性。

然而，BPA只能在静态条件下进行无功优化，无法考虑到电网的动态特性。

在实际运行中，电网的负荷和状态会不断变化，需要动态调整无功优化策略。

因此，引入OPF方法可以更好地对电网无功进行优化。

OPF是一种基于优化技术的无功优化方法。

OPF通过建立数学模型，考虑电网中各种约束条件，以经济运行为目标，对电网的功率流进行优化调度。

OPF同时考虑了无功功率和有功功率之间的相互影响，通过调整电网中各个节点的发电功率和无功功率，实现电网的无功优化。

与传统的无功优化方法不同，OPF能够考虑到电网的动态性和复杂性，能够更好地优化电网的运行效率和稳定性。

OPF方法需要利用先进的优化算法和计算技术，对电网模型进行求解，确保求解结果的准确性和可行性。

综上所述，基于BPA与OPF的电网无功优化研究可以充分发挥两者的优势，提高无功优化的效果。

BPA方法可以作为一种快速而直观的调节策略，用于静态条件下的无功补偿和优化；而OPF方法则可以作为一种高效而准确的优化技术，用于动态条件下的无功优化调度。

这两种方法的结合，可以使电网在不同条件下都能够实现优化的无功调节，提高电力系统的运行效率和稳定性。

科技成果——配电网全网无功优化及协调控制技术适用范围电力行业县级供电企业（110kV及以下电网无功协调控制）行业现状国外主要提出了基于大电网的电压三级控制，没有涉及110kV及以下的配电网电压无功协调控制，与我国电网尤其是农网方式相差甚远，没有太大可比性和借鉴性。

该技术在设计过程中贯穿的主题思想是首先通过对电网运行数据采集，然后经过优化计算，生成并执行协调控制策略或分析出电压不合格主要原因，最终确保优化对象即关键节点电压合格。

配电网全网电压无功优化协调控制系统主要通过采集终端用户运行数据、配变运行数据、10kV线路无功补偿设备运行数据、10kV 馈线调压器运行数据、变电站运行数据，从全局角度出发，经过优化分析计算，生成并执行对主变档位调整、变电站无功补偿设备投切、10kV馈线调压器档位调整、10kV线路无功补偿设备投切、配变无功补偿设备投切、配变档位调整综合协调控制策略，完成对变电站、线路、配变电压无功设备的集中管理、分级监视和协调控制，实现配网全网电压无功闭环控制，最大程度改善关键节点电压、关口无功功率因数。

目前仅有约15%左右变频调速运行。

目前该技术可实现节能量2万tce/a，减排约5万tCO2/a。

成果简介1、技术原理通过用户用电信息采集系统、10kV配变无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）10kV线路调压器运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、10kV线路无功补偿设备运行监控主站系统（基于GPRS无线通讯通道）、县调度自动化系统（SCADA）系统采集县网各节点遥测遥信量等实时数据，进行无功优化计算，并根据计算结果形成对有载调压变压器分接开关的调节、无功补偿设备投切等控制指令，各台配变分级头控制器、线路无功补偿设备控制器、线路调压器控制器、主变电压无功综合控制器接收主站发来的“遥控”指令，实现相应的动作，从而实现对配网内各公配变、无功补偿设备、主变的集中管理、分级监视和分布式控制，实现配电网电压无功的优化运行和闭环控制。

一种基于BPA数据的静态安全最优校正分析方法苏维波;冯彦维;阳育德【摘要】Static security correction is an important measure to ensure the safe and stable operation of power system and plays vital guiding role for drawing-up of operation modes and planning and construction of the system. This paper presents a preventive static security correction method which is based on BPA data format,combining the modern Interior Point Theory and Compensation Method to meet the requirements of the N-1 security rule. The results of testing it in the real power grid show that this method can filter out N-1 faults quickly and accurately and give the reasonable operation mode. Consequently,it can eliminate possible contingences which do not meet the N-1 rules and improve the system’s security and stability.%电力系统静态安全分析是保证系统安全稳定运行的重要措施，对电力系统运行方式的制定以及系统的规划建设具有重要的指导作用。

含分布式发电的配电网无功优化的开题报告1.研究背景电力系统的无功优化一直是电力系统运行中的重点问题。

随着分布式发电技术的发展和应用，配电网系统出现了越来越多的分布式发电节点，这使得传统的无功优化方法已经无法满足配电网系统的需求。

因此，如何将分布式发电技术与无功优化相结合，实现含分布式发电的配电网无功优化，是当前电力系统研究的热点问题。

2.研究目标本文旨在研究含分布式发电的配电网无功优化问题，建立合理的优化模型和算法，通过对实际配电网系统仿真分析，探究不同分布式发电情况下无功优化的最优解，提供新型配电网无功优化的解决方案。

3.研究内容本文主要研究内容包括以下几个方面：(1) 研究配电网含分布式发电节点的无功优化的问题，建立数学模型，给出求解该模型的最优解的算法。

(2) 分析配电网含分布式发电节点的无功优化实践中的一些实际问题，如传输损耗、谐波电流问题等，提出相应的优化方法。

(3) 基于Matlab或PSAADM软件，采用电力系统仿真的方法，对含分布式发电的配电网系统进行仿真分析，验证所提出的优化方法的有效性。

4.研究方法本文主要研究方法包括数学建模、优化算法设计、Matlab或PSAADM仿真、实验分析等。

(1) 根据实际配电网系统所提供的数据，建立含分布式发电的配电网无功优化模型。

(2) 设计合理的无功优化算法，以求解该模型的最优解。

考虑到实际配电网系统的复杂性，本文将采用遗传算法和模拟退火算法等较为成熟的优化算法进行仿真优化。

(3) 基于Matlab或PSAADM软件，对实际配电网进行仿真分析，验证所提出的优化方法的有效性。

仿真结果包括电压、电流、功率因数、无功补偿容量等重要参数的优化效果。

(4) 在实验室条件下，对所提出的优化方法进行实验分析，以验证仿真结果的正确性。

5.研究创新点(1) 本文将分布式发电技术与无功优化相结合，提出针对含分布式发电的配电网无功优化解决方案，为配电网无功优化的研究和实践提供新的思路。