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基于相对增益矩阵的多dfacts装置优化配置研究

基于相对增益矩阵的多DFACTS装置优化配置研究

引用

作者：汪章明华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着配电网结构的复杂化,其电能质量问题随之愈见突出。为满足用户日渐严格的用电需求,柔性交流配电技术（dfacts）近年来发展迅速,众多dfacts装置被运用于改善配电网的电能质量。这些设备在配电网中联合运行,便引出了两个需要重点关注... 详细信息

随着配电网结构的复杂化,其电能质量问题随之愈见突出。为满足用户日渐严格的用电需求,柔性交流配电技术（dfacts）近年来发展迅速,众多dfacts装置被运用于改善配电网的电能质量。这些设备在配电网中联合运行,便引出了两个需要重点关注的问题:多dfacts装置的优化配置问题及其联合运行时的交互影响问题。本文以静止无功补偿器（SVC）、动态电压恢复器（DVR）和静止无功发生器（SVG）为例,针对配电网电压跌落的问题来研究多dfacts装置优化配置及交互影响的问题。文章首先分析了这三种装置的基本原理及数学模型,以便后续研究。引入相对增益矩阵（RGA）理论,介绍了 RGA的原理,并将RGA理论应用到配电网多dfacts装置间交互影响的分析中,推导了具体的计算方法,并仿真验证了RGA方法运用到本课题的可靠性。其次研究了配电网电能质量治理装置的优化配置问题,构建不定容量成本函数,建立优化配置模型,采用遗传算法（GA）并对其改进,将RGA引入算法,使得在满足电能质量要求及降低装置间交互影响的前提下,达到投资费用最低化的优化目标。以IEEE33节点配电网为研究对象,对两个不同的系统运行场景下的dfacts装置进行优化配置算例分析,结果表明相较于未改进的遗传算法,基于RGA的遗传算法的配置结果在配置方案、投资成本上与传统算法基本一致,但是大大降低了多dfacts装置间的交互影响,提高了电网运行的稳定性。为此,搭建了基于NI实时仿真器的实时实验平台,对配电网多dfacts装置间交互影响进行仿真验证并计算系统的RGA矩阵,仿真和计算结果均表明改进GA算法及RGA方法的可靠性。

关键词： dfacts装置优化配置遗传算法交互影响 RGA

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配电网多种dfacts装置的优化配置和交互影响研究

配电网多种DFACTS装置的优化配置和交互影响研究

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作者：孙添添中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着配电网复杂化程度越来越高,其电能质量问题也愈发突出。为解决这一问题,柔性交流配电系统(dfacts)技术获得了极大的发展。为了综合治理配电网电能质量问题并实现电能质量的分级管理,常常需要多台dfacts装置的联合运行,这就带来了两... 详细信息

随着配电网复杂化程度越来越高,其电能质量问题也愈发突出。为解决这一问题,柔性交流配电系统(dfacts)技术获得了极大的发展。为了综合治理配电网电能质量问题并实现电能质量的分级管理,常常需要多台dfacts装置的联合运行,这就带来了两方面需要研究的主要问题:dfacts装置的优化配置问题以及dfacts装置间的交互影响问题。本文针对配电网中有源电力滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)和配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)的联合运行进行研究。介绍了这几种设备的基本原理,根据现场工况和用户需求建立了配电网多种dfacts装置的优化配置数学模型。利用遗传算法(GA)对各类dfacts装置的安装位置和设备容量进行寻优,仿真结果表明GA在解决dfacts装置的定容定址问题上是有效的,而且在某些方面有其自身的优势,但是存在寻优结果不精确以及稳定性较差的缺点。为此,本文提出基于原-对偶内点法与GA有机结合的混合算法,同时提出一种基于预判迭代次数的自适应中心参数取值方法,对所提混合算法进行了改进,提高了混合算法在后期局部寻优的速度。将改进混合算法应用于仿真算例中,寻优结果表明利用该混合算法使目标函数得到了进一步的优化,算法的稳定性也得到了很大的提高。为保证多台dfacts装置的正常运行并确保化配置结果的可靠性,研究dfacts装置间的交互影响尤为关键。针对该问题,本文以配电网中多台APF联合运行为例,选用相对增益矩阵(RGA)原理的分析方法进行了交互影响研究,得到多台APF不同控制回路之间的交互影响情况,研究了改变电路参数及控制器参数对改变APF之间交互影响所起的作用。基于参数合理选择和配合,提出了一种消除或减弱其负交互影响的策略。运用Matlab\simulink软件搭建了仿真模型并进行仿真验证,仿真结果证实了所提分析方法和改善策略的正确性和可行性。

关键词：配电网 dfacts装置优化配置交互影响

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