摘 要

在飞速发展的今天，人们的生活水平越来越好，电能在人们的生活中的作用也越来越重要。电能是人们日常生活和工业制造的基础，随着人们对电能需求的增加，电网的作用越加明显和关键。我国的电网在20世纪末快速的发展，机组有了越来越大的容量，电网的规模也不断壮大，为了保证良好的供电情况，电能的质量和长期可靠的持续供电成为决定用户用电的主要因素。频率、电压和波形是评价电能质量好坏的三个指标，电网中电压的控制又受到无功功率的影响，因此无功功率的控制和优化是目前我们面临的巨大挑战，也是急需解决的问题。

无功功率的控制能够降低电网的损耗提高电能的传输效率，还可以通过改变功率的流动来减少电压的降落进而改善电能的质量，收到了高度的重视。本文是通过对某个地级市电网实际情况的调查，在获取的数据和信息的基础上，对该地区电力电网中的变压器进行深入的研究和计算分析，在合理的建模、仿真及计算的基础上，解决无功优化算法选取与改进的问题，然后通过对AVC系统控制策略和无功功率设备等方面问题的研究和数据的计算提出适合当地发展的方案和策略，拟定出合理的方案，对未来的发展提出建议。

电压的自动控制可以通过无功功率的自动控制来实现，AVC系统在省级、地级、县级地区中都得到了使用，收到了良好的效果，具有良好的经性。因为有功功率的平衡为全网平衡，而无功功率的平衡是以分层、分区体现出来的，所以有功功率的平衡比无功功率的平衡有更好的适用性，本文同样写到了一些关于无功优化的改进算法，是在AVC系统分区基础上提出来的，通过对比分析，确定了其实用性和可行性。

关键词：无功功率优化、自动电压控制、电能质量、优化算法

Abstract

In the rapid development of today, people's living standards getting better and better, the role of electricity in people's lives is also increasingly important. Electric power is the basis of people's daily life and industrial manufacturing, with the increase in demand for electricity, the role of the power grid is more obvious and critical. China's power grid in the 20th century, the rapid development of the unit with more and more capacity, the scale of the power grid has grown, in order to ensure a good power supply, power quality and long-term reliable power supply to determine the main users of electricity factor. Frequency, voltage and waveform are three indicators to evaluate the quality of power quality. The control of voltage in the power grid is affected by reactive power. Therefore, the control and optimization of reactive power is a huge challenge and an urgent problem .

The Reactive power control can reduce the loss of power grid to improve the transmission efficiency of energy, but also by changing the power flow to reduce the voltage drop and thus improve the quality of energy, received a high degree of attention. In this paper, through the investigation of the actual situation of a prefecture-level city power grid, on the basis of the obtained data and information, the transformer in the power grid of the region is deeply researched and analyzed, and in the reasonable modeling, simulation and calculation On the basis of solving the problem of reactive power optimization algorithm selection and improvement, and then through the AVC system control strategy and reactive power equipment and other aspects of the study and data calculation for local development programs and strategies to develop a reasonable program , Make recommendations for future development.

Automatic control of the voltage can be achieved through the automatic control of reactive power, avc system in the provincial, prefecture-level, county-level areas have been used, received a good effect, with a good by sex. Because the balance of active power is balanced by the whole network, and the balance of reactive power is stratified and partitioned, the balance of active power is better than the balance of reactive power. This paper also writes some The improved algorithm of reactive power optimization is based on the partition of AVC system, and its practicability and feasibility are determined by comparative analysis.

Key words: reactive power optimization, automatic voltage control, power quality, optimization algorithm

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 无功功率对电力系统的影响 1

1.2 无功功率优化的目的及意义 1

1.3 电力系统无功优化研究的现状及未来发展前景 2

1.4 本文的主要工作 3

第2章 无功功率优化的模型及算法 4

2.1 无功功率优化的目标函数 4

2.1.1 无功优化的数学模型 4

2.1.2 无功补偿的基本装置 5

2.2 电力系统的无功优化算法综述 5

2.2.1 无功优化的传统算法 5

2.2.2 人工智能算法 7

2.3 改进遗传算法的研究 8

2.4 本章小结 10

第3章 地区电网AVC系统的应用 11

3.1 AVC系统的基本原理和功能 11

3.1.1 关于AVC的简单介绍 11

3.1.2 AVC的基本模块 12

3.2 AVC的控制模式 13

3.3 地区电网集中式AVC设计 14

3.4 适用于地区电网AVC的无功优化算法 15

3.5 小结 16

第4章 地区电网的电压无功优化 17

4.1 地级市电网的无功优化分析 17

4.1.1 潮流计算 17

4.1.2 改进遗传算法的无功优化 19

4.2 优化方案的制定 23

4.2.1 方案针对的问题 23

4.2.2 具体方案的制定 23

4.3 电压优化的应用效果 24

4.3.1 无功优化成果 24

4.3.2 地级市电网无功优化的效果分析 26

4.4 本章小结 27

第5章 总结 28

参考文献 29

致谢 31

第1章 绪论

在新中国成立以后，我国电气相关的行业发展十分迅速。特别是在1978年的改革开放后，国民生活平均水平的提高和我国综合实力的进步，使我国的电力工业有了巨大的进步，和卓越的成就。为了保证用户更好可安全地用电，我国电网公司的首要任务就是保证良好的供电质量，因为电压水平关系到电能质量的一个重要的标准，所以努力使电压的波动水平在一个合理的范围内，就成为了我们现在首要的工作任务和重要工作。

关于电力系统供电故障带来的损失，曾经在书本中读到过，其可能会导致在生产中的产品质量出现问题，危机人身安全，造成财物的损失等，后果都非常的严重。后来有幸到地级市的电网中参观实习，也了解到更多关于这方面的知识，更加深刻的意识到保证良好的供电质量是多么的重要。通过后来的学习和实验，作者了解到无功功率的平衡和电压的水平，是决定电力系统综合稳定性至关重要的因素，并产生了浓厚的兴趣，故而深入研究与调查，撰写关于无功功率补偿与优化相关的论文。为了更好完成调研任务，首先要解决的就是如下问题：为什么要优化电力系统中的无功功率？如何对无功进行优化？无功功率的优化最终想要解决的问题是什么？在电网设计层面又该怎样实现？

1.1 无功功率对电力系统的影响