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摘 要

电力系统无功补偿优化在配电网中具有重要意义，它能改善电网的电压水平，保证配电网安全稳定运行。然而，由于电力电子技术的不断发展与完善，电网中对非线性元件的使用率越来越高，谐波的比例也越来越高。谐波会损坏配电网中的补偿设备并对配电网的稳定运行有很大的影响。因此，研究考虑谐波因素的配电网无功补偿优化配置很有必要，合理的考虑谐波的无功优化配置既使无功补偿达到最好的效果，又抑制了谐波对电网的影响，对配电网的安全经济运行具有重要的意义。

本文研究了考虑谐波因素的配电网无功补偿优化配置，研究了辐射型配电网的基波和谐波潮流计算，介绍了粒子群算法的基本原理和步骤，建立了配电网无功优化模型并得出基于粒子群算法的求解方法，最后通过算例分析对该方法的可行性进行验证。

关键词：无功补偿；谐波；潮流算法；粒子群算法

ABSTRACT

Power system reactive power compensation optimization in distribution network is of great significance, it can improve the voltage level of power grid, to ensure the safe and stable operation of power distribution network. However, due to the continuous development and improvement of power electronics technology, the utilization rate of nonlinear components in the power grid is getting higher and higher, and the proportion of harmonics is also getting higher and higher. Harmonics can damage the compensation equipment in the distribution network and have a great influence on the stable operation of the distribution network. Therefore, it is necessary to study the optimal allocation of reactive power compensation in the distribution network considering harmonic factors. Rational allocation of harmonic reactive power can not only achieve the best effect of reactive power compensation, but also restrain the influence of harmonic on the power network, which is of great significance to the safe and economic operation of the distribution network.

This paper studies the considering factors of harmonic distribution network optimal allocation of reactive power compensation, the radiant power of fundamental wave and harmonic power flow calculation, introduces the basic principle of particle swarm optimization (pso) algorithm and steps, established a distribution network reactive power optimization model and solving method based on particle swarm optimization (pso) algorithm, at last, through case analysis to validate the feasibility of this method.

Keywords：Reactive Compensation，Harmonic，Flow Calculation，Particle Swarm Optimization (PSO)

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 无功优化的研究现状 1

1.2.1 无功优化模型 1

1.2.2 优化方法 2

1.3 本文的主要研究内容 2

第二章 配电网谐波潮流计算 3

2.1 引言 3

2.2 辐射型配电网的结构特点 3

2.3 辐射型配电网基波潮流计算 4

2.4 辐射型配电网谐波潮流计算 6

2.4.1 谐波潮流计算模型 6

2.4.2 谐波源模型 6

2.4.3 谐波网络方程 7

2.4.4 计算谐波潮流的方法 7

2.4.5 基于“前推回代法”的配电网谐波潮流算法 8

2.5 本章小结 9

第三章 粒子群算法的研究 10

3.1 引言 10

3.2 粒子群优化算法的数学模型 10

3.3 粒子群算法步骤 11

3.4 粒子群算法的影响因素 11

3.5 本章小结 13

第四章 含谐波因素的配电网无功优化 14

4.1 引言 14

4.2 含谐波因素的配电网无功补偿优化模型 14

4.2.1 目标函数 14

4.2.2 约束条件 14

4.3 电容器安置点研究 15

4.4 基于粒子群算法的优化研究 15

4.4.1 适应度函数 15

4.4.2 优化具体实现步骤 16

4.5 本章小结 17

第五章 算例分析 18

5.1参数设置 18

5.1.1 配电网系统参数 18

5.1.2 算法参数 19

5.2 计算结果与分析 20

第六章 总结与展望 22

6.1 总结 22

6.2 展望 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

现今，电力系统的稳定性与国民生活息息相关。随着社会经济的迅猛发展，制造业规模愈见庞大，投入电网中的大容量设备越来越多，电网结构愈加复杂，使得维持电力系统稳定更为重要且困难。为确保配电网向用户安全可靠供电，需要对配电网进行无功补偿优化。

电力系统常用的无功补偿装置为并联电容器，由于其经济有效，成果显著并且便于维护，所以对配电网的无功补偿有很大的作用。但是并联电容器在谐波的影响下极易损坏。

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