配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端,運行狀態(tài)受運行方式和負荷變化的影響較大,配電網(wǎng)在一定區(qū)域和時段處于非經(jīng)濟運行狀態(tài),需要對電壓和無功等指標進行協(xié)調(diào)控制。無功優(yōu)化是保障電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的有效手段。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,分布式電源及新型隨機負荷的接入與控制變量的增多,無功優(yōu)化的難度日益增加。配電網(wǎng)中實時產(chǎn)生快速增長的高維度、強耦合、高隨機性多源異構(gòu)大數(shù)據(jù),使大數(shù)據(jù)技術(shù)在配電網(wǎng)無功優(yōu)化領域的應用成為可能。本文依托ABB中國研究院項目“基于大數(shù)據(jù)隨機矩陣和自由熵的配電網(wǎng)無功優(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)自由熵與場景匹配的配電網(wǎng)無功優(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用到配電網(wǎng)無功優(yōu)化領域,從數(shù)據(jù)驅(qū)動的角度來實現(xiàn)配電網(wǎng)的無功優(yōu)化。論文主要內(nèi)容如下:(1)結(jié)合配電網(wǎng)運行現(xiàn)狀,建立了基于OpenDSS的含分布式電源和電動汽車的IEEE37節(jié)點配電網(wǎng)模型,提出了基于OpenDSS傳統(tǒng)無功優(yōu)化方法并驗證了該方法的正確性和有效性,為后續(xù)研究奠定了基礎。(2)提出了配電網(wǎng)無功優(yōu)化大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)。基于配電網(wǎng)無功優(yōu)化與場景匹配的關(guān)系,論證了從歷史數(shù)據(jù)庫中找出適用于待優(yōu)化時刻的無功優(yōu)化方案的可行性,建立了適用于配電網(wǎng)無功優(yōu)化的大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu),并對數(shù)據(jù)進行了預處理。(3)提出了基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化場景聚類方法。在場景匹配時先進行聚類分析,再針對性地對同類場景進行匹配,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K-means聚類算法,并對IEEE37節(jié)點配電網(wǎng)模型的歷史場景進行聚類分析,聚類結(jié)果表明本方法可以有效地對具有不同特性的場景進行劃分,驗證了本方法的正確性和有效性。(4)提出了基于大數(shù)據(jù)自由熵與場景匹配的配電網(wǎng)無功優(yōu)化方法。定義了能夠反映配電網(wǎng)場景特征的自由熵指標,提出了配電網(wǎng)場景特征的提取方法,利用皮爾森相關(guān)系數(shù)對自由熵指標進行加權(quán)處理并定義了總體偏離度,量化了場景間的差異,給出了基于大數(shù)據(jù)自由熵與場景匹配的配電網(wǎng)無功優(yōu)化具體過程。(5)配電網(wǎng)無功優(yōu)化效果的驗證與對比分析。建立了MATLAB/OpenDSS配電網(wǎng)聯(lián)合仿真平臺,對IEEE37節(jié)點配電網(wǎng)的無功優(yōu)化進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行了效果對比,驗證了本文所提方法的正確性和有效性。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：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、變壓器等一次設備和控。在主動配電網(wǎng)中還要考慮到分布式電源并網(wǎng)，還要進行建模。ＯｐｅｎＤＳＳ針對系統(tǒng)的不對稱性，提供了具元件模型根據(jù)其功能可分為四類［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、電動機、負荷、采用多相建模時，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及兩個以上的多相端口，用于構(gòu)成配電網(wǎng)系及實現(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系統(tǒng)中的功率轉(zhuǎn)換元件和功率傳輸元件進行調(diào)節(jié)例如發(fā)電機有功調(diào)度、無功控制、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及兩個以上的多相端口，用于構(gòu)成配電網(wǎng)系及實現(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系統(tǒng)中的功率轉(zhuǎn)換元件和功率傳輸元件進行調(diào)節(jié)例如發(fā)電機有功調(diào)度、無功控制、調(diào)壓器控制、電容器控制等。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2813388