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1、题 目：基于遗传算法的变电站无功控制院 系： 西南交通大学网络教育学院 专 业：电气工程及其自动化姓 名：XX指导教师：XXXXXXX 大 学 网 络 教 育 学 院院系XXXXXXXXXXXX专 业电力工程及自动化年级XXX学 号XXXXXX姓 名XXX学习中心XXXXXXX 指导教师XXX题目 基于遗传算法的变电站无功优化控制指导教师评 语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师 (签章) 评 阅 人评 语评 阅 人(签章)成 绩答辩组组长 (签章) 年 月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级XXX学生姓名XX学 号XXXXXXXX发题日期： 年 月 日 完成日期：年 月 日题 目基于遗传
2、算法的变电站无功优化控制题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发一、 设计任务及要求本文在负荷预测的基础上把遗传算法应用于变电站电压无功控制，使主变中流过的无功功率及主变二次侧电压偏移最小，从而保证电网的电压水平和经济运行。建立无功电压控制的数学模型，同时考虑节点电压的偏差范围，电容器所允许的日投切最大次数等约束条件,引入遗传算法在全局范围内求最优解。二、 应完成的硬件或软件实验进行系统测试。三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计、毕业论文、含毕业设计论文和源代码的光盘 四、 指导教师提供的设计资料1电子稿件和电子图书 五、 要
3、求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1软件工程方法资料。 六、 设计进度安排第一部分 熟练课题，收集、整理课题相关资料 （ 4 周）第二部分 系统需求分析与总体设计 （ 3 周）第三部分毕业论文文档编写整理（3周）评阅及答辩（ 1 周）指导教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年 月 日诚信承诺一、 本设计是本人独立完成；二、 本设计没有任何抄袭行为；三、 若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩资格。承诺人（钢笔填写）：XXXXXXX年XX月XX日目 录摘要 1Abstract 2第一章 绪 论 4第一节 变电站电压/无功优化控制的基本概念和意义4第二节 变电站电压/无
4、功优化控制的主要内容及其对象 4第三节 本文所要做的工作5第二章 变电站电压/无功优化控制基本理论 7第一节 无功补偿的目的 7第二节 变电站电压/无功优化控制对电压的影响 8 第二节 变电站电压/无功优化控制对功率损耗的影响 12第四节 变电站电压/无功优化控制的手段 13第五节 本章小结 14第三章 变电站的潮流计算 15第一节 前推回代法潮流计算的原理 15第二节 前推回代法算例 16第三节 本章小结 18第四章 变电站电压/无功优化控制 1924第一节 遗传算法的原理 19第二节基于遗传算法的无功优化应用 第三节 遗传算法算例 29第四节求解中的关键问题30第五节进一步减少寻优时间的措
5、施33第五章 小结 35致谢 36参考文献 37附录: 程序清单摘 要随着变电站综合自动化的发展，电压/无功优化控制已成为其一个重要组成部分。本文在负荷预测的基础上把遗传算法应用于变电站电压无功控制，使主变中流过的无功功率及主变二次侧电压偏移最小，从而保证电网的电压水平和经济运行。建立无功电压控制的数学模型，同时考虑节点电压的偏差范围，电容器所允许的日投切最大次数等约束条件,引入遗传算法在全局范围内求最优解。算例表明，此方法解决变电站无功/电压优化控制问题，具有一定的正确性和实用性。关键词：电压无功控制；变电站；遗传算法AbstractThe reactive voltage/power op
6、timal control problem in a substation is investigated. Reactive voltage/power control in the substation using general approach usually results in the secondary side on being too close to the boundary. It will make the ability of enduring the variation of load in a system decrease a lot and become th
7、e threat of the system. Based on the short term load-forecast, this article firstly uses genetic algorithm to calculate the optimal control schedule in a substation. The purpose is minimizing the reactive power through the transformer and the deviation of the secondarybusvoltage. It constructs a mod
8、el of the reactive power and volt control problem firstly and uses genetic algorithm to calculate the optimal control， The binding conditions making emphasize on bus voltage limits, the maximum allowable switching times of the capacitors in a day. From the example, it is an effective method to solve
9、 reactive power/voltage optimal control in a substation.Key words:reactive voltage/power control ；substation; genetic algorithm 第一章 绪 论第一节 变电站无功/电压优化控制的基本概念和意义随着国民经济的持续蓬勃发展，电力网负荷急剧增大，特别是冲击性、非线形负荷容量的不断增长，使得电网发生电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平横等电能质量问题。这些项的数字特征量和标准是评定电能质量的重要指标，也是电力技术工作者选用补偿方法、装置和技术措施的依据。电力系统的电压是衡量电
10、能质量的重要指标，电压过高、过低或偏离一定范围，都会影响用电设备的寿命和效率。因此，电压能否维持在合格的范围内，不仅影响电力工业本身的安全，而且关系着千家万户。另一方面，改善电压质量是节能的有效措施，也是防止电压崩溃，提高安全运行水平的重要条件。系统的无功功率对电压影响极大，维持电网正常运行下的无功功率平衡是改善和提高电压质量的基本条件。因此，调整系统电压在合格的范围内，控制无功潮流的合理平衡，对提高供电质量，保证系统安全、可靠和经济运行均有着重要的意义。变电站无功优化控制就是根据一段时间内的负荷预测，通过改变变电站内有载调压变压器的变比以及控制无功补偿电容器组的投切来起到调整电压，改善功率因
11、数，减少网损。第二节 变电站无功/电压优化控制的主要内容及其对象电压是衡量电能质量的一个重要指标，保证用户的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。发、变电设备都是按额定电压设计的，电压过高或过低，偏离了合格范围，都会影响这些设备的寿命和效率。因此，电压能否维持在合格的范围内，不仅影响电力工业本身的安全，而且关系到千家万户。同时，改善电压质量是节能的重要措施之一，也是防止系统电压崩溃、提高安全稳定运行水平的重要条件。另一方面，系统的无功功率对电压水平的影响极大，维持电网正常运行下的无功潮流的合理平衡，对提高供电质量，保证系统安全，可靠和经济运行有着重要意义。如上所述，电力系统中，电压和
12、无功功率的调整对电网的输电能力、安全稳定运行水平和降低电能损耗有极大影响。因此，要对电压和无功功率进行综合调控，保证实现包括电力部门和用户在内的总体运行技术指标和经济指标最佳，具体的调控目标如下：（1） 维持供电电压在规定的范围内。根据前能源部颁发的电力系统电压和无功电力技术导则规定，各级供电母线电压的允许波动范围。（以额定电压为基准），规定如下：500（300）kV变电所的220kV母线：正常时，0%+10%；事故时，-5%+10%。220kV变电所的35110kV母线：正常时，-3%+7%；事故时，10%。 配电网的10kV母线，电压合格范围：10.010.7kV。（2） 保持电力系统稳定和无功平衡。主输电网络，应实现无功分层平衡；地区供电网络应实现无功分区就地平衡的原则，才能保护各级供电母线电压，（包括用户入口电压）在导则规定的范围内。（3） 保证在电压合格的前提下使电能损耗最小。为了达到以上目标，必须增强对无功功率和电压的调控能力，充分利用现有的无功补偿设备和调压设备（调相机、静止补偿器、补偿电容器、电抗器、有载调压变压器）的作用，对它们进行合理的优化调控。第三节本文要做的工作本文主要讨论了变电站中的无功/电压优化控制问题，全文主要完成以下几点工作：1. 分析了电压无功控制的基本理论；2. 介绍了潮流计算前推回代法的相关内容，并给出了具
