低壓配電網無功補償優(yōu)化策略研究.pdf

1、低壓配電網（LVDNs）作為電力供體，承載的電力受體用戶量大且雜。受規(guī)劃、運行及管理監(jiān)督工作的不到位， LVDNs線損居高不下，低電壓問題凸出。無功優(yōu)化作為LVDNs降損、提壓的關鍵技術手段業(yè)已被提上配電網規(guī)劃議程。傳統(tǒng)配電網無功優(yōu)化多針對單一負荷水平進行并聯(lián)電容器（SCs）優(yōu)化配置，顯然無法滿足負荷時變特性的需要。此外，就地分散式無功優(yōu)化配置一旦形成，某些輕負荷節(jié)點過剩的無功容量無法轉移至無功欠缺的重負荷節(jié)點，降低了 SCs的效用值，

2、亦無法滿足負荷日益增長的需求。尤其，隨著分布式光伏發(fā)電（DPPG）高滲透率地接入LVDNs，使其由單源不確定性系統(tǒng)過渡至多源不確定性系統(tǒng)，提升了LVDNs無功優(yōu)化的難度。配電網三相潮流計算作為無功優(yōu)化的基礎已有了長足的發(fā)展，但受LVDNs中性線重復接地的影響，其收斂性難以得到保證。含DPPG的LVDNs SCs協(xié)同優(yōu)化是一個高維、非線性且不可微的多極值復雜組合優(yōu)化問題，致使傳統(tǒng)數(shù)學規(guī)劃法失效。鑒于此，以“提效優(yōu)先”為準則，構建一種涵蓋無

3、功投資成本、網損費用、電壓穩(wěn)定性（voltage stability factor, VSF）成本為一體的單位小時綜合費用最小化的無功優(yōu)化數(shù)學模型，能反映LVDNs運行實際且具有直觀經濟性特征。以下幾點改進為所建無功優(yōu)化模型的準確性提供了理論支撐。
　　本研究主要內容包括：⑴摒棄迭代格式配電網三相潮流易受LVDNs中性線重復接地的影響，存在收斂性的問題。從節(jié)點負荷電流注入與節(jié)點電壓非線性關系式出發(fā)，對其非線性項進行了近似線性化處理

4、，推導了節(jié)點電壓線性化的表達，即非迭代格式的近似線性化潮流算法。此外，對于相分量法節(jié)點導納矩陣缺相補零處理的缺陷，提出了應用Fortescue變換形成結構更為緊湊的π型Fortescue等效節(jié)點導納矩陣。IEEE13和123節(jié)點測試系統(tǒng)驗證了上述改進的有效性。⑵針對傳統(tǒng)數(shù)學規(guī)劃法無法求解含DPPG的LVDNs的SCs協(xié)同優(yōu)化問題的不足，基本粒子群算法（particle swarm optimization, PSO）易陷入局部極值的缺陷

5、，引入了含衰老和競爭機制的粒子群算法（particle swarm optimization with an aging and challenging mechanism,ACM-PSO）,設計了領袖壽命調整、競爭者產生和領導能力評估等策略，并應用 IEEE16、IEEE33和 PG&E69節(jié)點測試系統(tǒng)驗證了ACM-PSO算法的優(yōu)越性。⑶異于變電站集中式無功補償，提出了一種低壓負荷側集中式無功補償方式，可根據(jù)無功負荷需求分配無功容量，