基于不同算法求解子问题的Benders分解法在无功规划中的应用
0引言随着电力工业的发展和电网规模的扩大，我国进人大电网时代。近年来，智能电网广泛推行，电力系统的电能质量问题越来越重要，其中保证电力系统维持合理安全的电压水平是一个重要方面。所以，在系统规划设计中为系统提供充足的无功储备尤为重要，无功补偿装置的最优配置在技术和经济上都是十分重要的。近年来，国内外学者在无功规划方面做了大量的研究工作并取得了一定的成果。由于电网变量多，约束条件非常复杂，在考虑多种运行方式综合寻优时，需要对具体问题做大量简化。Benders分解法为无功规划提出了一种新的途径。在求解无功规划问题时，Benders分解法把整个优化配置过程分成投资子问题和运行子问题，运用改进单纯形法求解投资子问题，运用Dantzig一Walfe分解法求解运行子问题}”，并通过在迭代中不断协调投资子问题和运行子问题，经过有限次迭代，最终求出最优解。数学模型1.1投资目标函数考虑装设无功电源以及无功补偿所需费用的无功规划投资目标函数人二为[...&
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0引言电网的无功平衡是保证电压稳定的基本条件,由于电力系统中无功功率的发、供、用呈现分散性,同时为避免远距离传输无功功率,无功必须在分层、分区、分散合理平衡的基础上,才能实现各节点电压保持在一个安全水平上[1-2]。在负荷中心远离发电厂的受端电网中,缺乏足够的无功支持,若系统发生扰动,可能会发生电压崩溃,导致系统发生灾难性事故。无功备用不足及位置分布问题应在无功规划阶段解决。无功规划主要包括两个方面:投资规划和运行规划[3]。投资规划主要是确定无功补偿点和各节点的无功补偿容量及无功补偿装置的类型。运行规划则是在投资规划的基础上确定各无功源的发出功率以及各变压器分接头的位置以保证系统安全、稳定、经济运行。传统的无功规划完全靠规划人员的经验,所确定的补偿节点不一定是符合实际需要的补偿节点。对此文献[4]提出了先导节点的概念,给出了考虑随机负荷且易于实现的先导节点选择算法,并运用到无功源最佳配置节点的选择中去。文献[5]在潮流分析的基...&
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O引言截止2008年底，西北330 kV线路已有252条，线路长度已经达到16 624.918 km，330 kV降压变电站共计92座，变压器139台，主变容量达到了44 920 Mv·AI‘]，330 kv电网已成为西北电网主网架。电力系统无功规划是利用科学的方法，在已有发电机、无功补偿装置(补偿电容器和电抗器等)、可调压变压器等无功电源的基础上，根据电网的发展规划，在规划期内合理地配置必要的无功补偿设备，提高电网的电压合格率和无功支撑能力，减少无功功率的不合理流动，降低电网损耗，为电网安全稳定运行提供保障。衡和容性无功平衡分析，根据无功平衡分析结果提出初步的无功配置方案。(3)仿真计算设计水平年的电网冬大、冬小、夏大、夏小4种典型运行方式，研究电网初步无功补偿装置的配置是否合理，提出初步优化无功补偿配置规划方案。(4)根据初步优化方案，对电网进行潮流、N一1、电压稳定性等方面的仿真，校核电网正常运行时电压是否满足调相、调压的...&
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对无功问题各级电网一直高度重视,在设备上都有很大的投入,但无功电压运行情况依旧不容乐观,安装的设备在实际中常常无法投入操作。经过分析,发现问题的关键在于现有的无功分析方法中,都是简单地将电容器类比于发电机进行分析规划,缺少对电容器操作特性的考虑,由此做出的规划都是总容量满足,但缺少合理的分组,即分组容量不合适,在实际中由于电压限制而投入不了,既不能解决无功电压问题,又造成巨额的投资浪费。本文介绍了一种新的无功规划方法:基于概率分布和最优覆盖的无功配置规划方法。该方法以累积投入误差最小为优化目标,可得到不但总容量满足而且分组合理的规划结果。该方法给出的无功分组可以对自动电压控制(AVC)、最优潮流(OPF)[1-4]提供有力的支持。1无功补偿容量概率分布基本概念某区域电网一天的补偿容量曲线如图1所示。ravk2
18无功补偿容量/t/h图1补偿容量日曲线江苏电机工程在图1中,横坐标是时间,纵坐标是需要补偿的无...&
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0引言配电网无功规划的目的是确定无功补偿设备的最优安装位置和容量,从而实现配电网的安全经济稳定运行。国内外学者在配电网无功规划方面做了很多工作,并取得了一系列成果。文献[1-2]以无功补偿后净收益最大为目标建立单目标规划模型,并采用遗传算法进行求解;文献[3]则以无功补偿装置费用和网损最小为目标,建立了多目标规划模型并采用Tabu搜索得到Pareto非劣解集;文献[4]和文献[5]则研究了不同负荷水平下的无功规划问题。近年来,由于全球能源危机和环境问题越来越严峻,以风电为代表的可再生能源发电由于其节能减排的优势得到了快速发展,含风电机组(WindTurbine Generation,WTG)的配电网无功规划问题也引起了广大学者的重视。文献[6]以补偿设备总费用和年电能损耗费用为总和的年综合费用最小为目标函数,采用多场景技术分析WTG的出力,研究了含WTG的配电网无功规划问题;文献[7]同样采用多场景分析技术模拟WTG的出力,利用...&
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电力系统无功规划优化的目的就是在电源规划和电网规划的基础上,确定无功补偿装置的最优安装位置和安装容量,以达到提高系统安全水平或节省投资费用的目的[1-3]。无功规划优化是降损节能、提高电压质量和避免配电网改建、扩建过程中无功电源盲目建设的有效手段之一[4]。近年来风电作为一种绿色能源,日益受到重视,因此大规模风电并网对系统的影响普遍被人们关注。风电机组多采用异步发电机,并网运行需要吸收大量的无功功率,会造成系统无功不足,电压降低。同时风电机组的输出功率受风速的影响,风速的随机变化导致频繁的电压波动,严重影响了电能质量和电压稳定性[5]。因此,研究风电并网后的系统无功规划优化模型和算法,对于实现含风电场系统的安全经济稳定运行具有重要意义。传统的含风电场无功规划优化方法虽然考虑了风电的随机性,但多需要知道不确定量的随机分布函数,而不确定量的随机分布函数往往不易得到。本文引入鲁棒优化的盒式集合方法,可针对输入中含有不确定性量的优化问题...&
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图解法只能解很小规模的规划问题，基本方法是 单纯形法，升级的方法有 benders分解，lagrange分解、对偶法等。
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WANG Zheng
HAN Fang-yu
作者单位：
华南理工大学化学工程研究所,广东,广州,510641;青岛科技大学计算机与化工研究所,山东,青岛,266042
青岛科技大学计算机与化工研究所,山东,青岛,266042
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