富含小水电配电网的电压优化控制研究

随着国内能源与环境问题的日益紧张，以及地区电源结构不平衡等因素，我国在一些偏远地区大力提倡发展小水电作为电网的绿色电源，一定程度上推动社会经济的发展，保障了山区的电力安全供应。鉴于小水电具有季节性、流域性和集群性特点，小水电电网将随着季节气候变化，产生较大的电网潮流波动，容易造成系统电压控制难度大、电网潮流分布不合理等一系列问题，危害电网安全及经济运行。本文主要对富含小水电配电网的电压优化控制进行研究，建立了电网电压优化控制的多目标数学模型，并提出了基于改进自适应遗传算法（AdvancedAdaptive GeneticAlgorithm，AAGA），AAGA结合多目标数学模型可有效优化控制富含小水电配电网电压，较好地达到了改善电网电压质量的目的。主要的研究内容包括： （1）深入分析了富含小水电配电网的运行特性及其电压质量问题，针对小水电并网位置、小水电上网功率因数、无功补偿、线路调压等各方面因素对电网电压的影响展开论述。 （2）建立了电网电压优化控制的多目标数学模型，包括电压质量最优、投资最优、网损最优等多目标函数。利用G1法确定各目标之间的权重关系，将多目标转化为单目标来求解。模型中以电压质量为首要考核指标，同时兼顾电网电压优化控制的投资和网损等经济性因素，符合电网电压优化控制的实际利益要求。 （3）提出了基于AAGA的电压优化控制方法，该算法能有效的结合电压优化控制多目标数学模型，在优化计算收敛性和全局搜索性上有突出表现。AAGA以多目标数学模型为优化目标函数，以调节小水电机功率因数、配置无功补偿、更换线路参数等为优化手段，对小水电群配电网进行电压优化控制。AAGA设计了与进化代数相关的改进灾变算子、交叉概率，同时设计了与个体适应度相关的变异概率，具有良好的全局性能和收敛速度。 （4）对实际的富含小水电配电网进行建模仿真，有效地验证了电压优化控制多目标数学模型及AAGA算法的可行性和合理性，并得出配电网电压的最佳优化控制方案，使得实际富含小水电配电网的电压质量和经济性达到最优，对该类型电网的电压优化控制具有一定的工程参考价值。 通过对实际富含小水电配电网进行电压优化控制计算表明，本文提出的电压优化控制方法具有合理性、有效性及实用性，为该类型配电网电压优化控制提供了具有实际应用价值的技术理论和应用方法。