配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端,運(yùn)行狀態(tài)受運(yùn)行方式和負(fù)荷變化的影響較大,配電網(wǎng)在一定區(qū)域和時(shí)段處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),需要對(duì)電壓和無(wú)功等指標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。無(wú)功優(yōu)化是保障電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效手段。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,分布式電源及新型隨機(jī)負(fù)荷的接入與控制變量的增多,無(wú)功優(yōu)化的難度日益增加。配電網(wǎng)中實(shí)時(shí)產(chǎn)生快速增長(zhǎng)的高維度、強(qiáng)耦合、高隨機(jī)性多源異構(gòu)大數(shù)據(jù),使大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。本文依托ABB中國(guó)研究院項(xiàng)目“基于大數(shù)據(jù)隨機(jī)矩陣和自由熵的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化和電壓管理技術(shù)研究”(ABB20171128REU-CTR),提出了一種基于大數(shù)據(jù)自由熵與場(chǎng)景匹配的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法。本方法摒棄了傳統(tǒng)的基于模型和參數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的思路,將大數(shù)據(jù)建模與分析的方法運(yùn)用到配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化領(lǐng)域,從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化。論文主要內(nèi)容如下:(1)結(jié)合配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀,建立了基于OpenDSS的含分布式電源和電動(dòng)汽車(chē)的IEEE37節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)模型,提出了基于OpenDSS傳統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化方法并驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性,為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。(2)提出了配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)�；谂潆娋W(wǎng)無(wú)功優(yōu)化與場(chǎng)景匹配的關(guān)系,論證了從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中找出適用于待優(yōu)化時(shí)刻的無(wú)功優(yōu)化方案的可行性,建立了適用于配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化的大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理。(3)提出了基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化場(chǎng)景聚類(lèi)方法。在場(chǎng)景匹配時(shí)先進(jìn)行聚類(lèi)分析,再針對(duì)性地對(duì)同類(lèi)場(chǎng)景進(jìn)行匹配,能夠加快匹配速度和提高精度。提出了適用于配電網(wǎng)歷史大數(shù)據(jù)的改進(jìn)K-means聚類(lèi)算法,并對(duì)IEEE37節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)模型的歷史場(chǎng)景進(jìn)行聚類(lèi)分析,聚類(lèi)結(jié)果表明本方法可以有效地對(duì)具有不同特性的場(chǎng)景進(jìn)行劃分,驗(yàn)證了本方法的正確性和有效性。(4)提出了基于大數(shù)據(jù)自由熵與場(chǎng)景匹配的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法。定義了能夠反映配電網(wǎng)場(chǎng)景特征的自由熵指標(biāo),提出了配電網(wǎng)場(chǎng)景特征的提取方法,利用皮爾森相關(guān)系數(shù)對(duì)自由熵指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)處理并定義了總體偏離度,量化了場(chǎng)景間的差異,給出了基于大數(shù)據(jù)自由熵與場(chǎng)景匹配的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化具體過(guò)程。(5)配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化效果的驗(yàn)證與對(duì)比分析。建立了MATLAB/OpenDSS配電網(wǎng)聯(lián)合仿真平臺(tái),對(duì)IEEE37節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu)化進(jìn)行了日仿真分析和半年仿真分析,并與傳統(tǒng)算法和粒子群算法進(jìn)行了效果對(duì)比,驗(yàn)證了本文所提方法的正確性和有效性。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM714.3
【部分圖文】：

Ｆｉｇ．２－１邋Ｂａｓｉｃ邋ｗｏｒｋｉｎｇ邋ｉｎｔｅｒｆａｃｅ邋ｏｆ邋ＯｐｅｎＤＳＳ逡逑ＤＳＳ建模方法逡逑網(wǎng)的主要電氣元件包括線路、變壓器等一次設(shè)備和控。在主動(dòng)配電網(wǎng)中還要考慮到分布式電源并網(wǎng)，還要進(jìn)行建模。ＯｐｅｎＤＳＳ針對(duì)系統(tǒng)的不對(duì)稱(chēng)性，提供了具元件模型根據(jù)其功能可分為四類(lèi)［７１］：功率轉(zhuǎn)換元件（Ｐｏｗ邋元件）、功率傳輸元件（Ｐｏｗｅｒ邋Ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋Ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ＰＤ元件［７２］。逡逑轉(zhuǎn)換元件逡逑元件只有一個(gè)端口，能夠?qū)崿F(xiàn)電能和其他形式能量之所示。功率轉(zhuǎn)換元件主要包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、負(fù)荷、采用多相建模時(shí)，需要考慮元件的連接方式，可以選，具體連接方式如圖２－３、圖２－４所示。逡逑

（２）功率傳輸元件逡逑功率傳輸元件通常包含兩個(gè)及兩個(gè)以上的多相端口，用于構(gòu)成配電網(wǎng)系及實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。功率傳輸元件主要包括線路、變壓器等，其定義如終端１邐終端２逡逑＃邐邐？逡逑？邐Ｏ邋Ｃ＾／＾ｂ邐？逡逑？邐ｃ＾＼ｊ）￣°—邐功率傳輸兀件邐一0＼＂0￣＼Ｊ＾0邐？逡逑？逡逑圖２－５功率傳輸元件逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｐｏｗｅｒ邋ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋ｅｌｅｍｅｎｔ逡逑（３）控制元件逡逑控制元件主要用于對(duì)系統(tǒng)中的功率轉(zhuǎn)換元件和功率傳輸元件進(jìn)行調(diào)節(jié)例如發(fā)電機(jī)有功調(diào)度、無(wú)功控制、調(diào)壓器控制、電容器控制等。逡逑

（２）功率傳輸元件逡逑功率傳輸元件通常包含兩個(gè)及兩個(gè)以上的多相端口，用于構(gòu)成配電網(wǎng)系及實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。功率傳輸元件主要包括線路、變壓器等，其定義如終端１邐終端２逡逑＃邐邐？逡逑？邐Ｏ邋Ｃ＾／＾ｂ邐？逡逑？邐ｃ＾＼ｊ）￣°—邐功率傳輸兀件邐一0＼＂0￣＼Ｊ＾0邐？逡逑？逡逑圖２－５功率傳輸元件逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｐｏｗｅｒ邋ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋ｅｌｅｍｅｎｔ逡逑（３）控制元件逡逑控制元件主要用于對(duì)系統(tǒng)中的功率轉(zhuǎn)換元件和功率傳輸元件進(jìn)行調(diào)節(jié)例如發(fā)電機(jī)有功調(diào)度、無(wú)功控制、調(diào)壓器控制、電容器控制等。逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2813388