论文总字数：19850字

摘 要

在电力系统中，进行配电网无功功率补偿有着十分重要的意义，可以起到提高电压质量、降低网络损耗、提高经济性等作用。

本文介绍的分布式发电是一种多利用清洁能源如风能、太阳能、光能等进行发电的技术，针对于目前非可再生能源的快速消耗、环境受到污染等情况，分布式发电有着重要的意义和发展空间。

在本文中首先需要建立含分布式电源的无功功率优化配置数学模型，在这个模型里我们主要考虑经济性，所以将目标函数确立为电网每年电能损失的费用和进行补偿的设备投资费用。同时因为电力系统运行的要求，我们需要有约束条件，如有功无功功率的平衡、电压处于规定范围等。因为在电力系统中负荷是在不停变化得，在计算时不能当做一个定值来计算，在这里我们考虑三种负荷情况最大、一般和最小，避免计算单一负荷造成误差很大的情况。因为分布式电源的加入，会出现无功倒送的问题。考虑到这种问题，在计算时我们在最小运行方式下进行计算。

求解方法选择粒子群算法（PSO）。

关键词：分布式电源；配电网；无功补偿优化装置；粒子群算法

Research on Optimal Allocation of Reactive Power Compensation in Distribution Network with Distributed Generation

Abstract

In power system, reactive power compensation of distribution network is of great significance, which can improve voltage quality, reduce network losses and improve economy.

Distributed power generation introduced in this paper is a technology that uses clean energy such as wind energy, solar energy and light energy to generate electricity. In view of the rapid consumption of non-renewable energy and environmental pollution, distributed power generation has important significance and development space.

In this paper, first of all, we need to establish a mathematical model of reactive power optimal allocation with distributed generators. In this model, we mainly consider the economy, so the objective function is established as the annual cost of power loss and the cost of equipment investment to compensate. At the same time, because of the requirements of power system operation, we need to have constraints, such as active and reactive power balance, voltage in the prescribed range, etc. Because the load in the power system is constantly changing, it can not be calculated as a fixed value. Here we consider three kinds of load cases: the largest, the general and the smallest, so as to avoid the large error caused by the calculation of a single load. Because of the addition of distributed generation, reactive power reversal will occur. Considering this problem, we calculate in the minimum operating mode.

Particle swarm optimization (PSO) is chosen as the solution method.

KEY WORDS:Distributed generation，Distribution network，reactive power Compensation，Particle Swarm Optimization

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 该课题国内外研究现状 1

1.3.1 分布式发电研究现状 1

1.3.2 配电网无功补偿优化方法的研究现状 1

1.4 本文的主要工作 2

第二章 分布式发电 3

2.1 概述 3

2.2 分布式电源 3

2.2.1 风电 3

2.2.2 光伏发电 4

2.2.3 微型燃气轮机 4

2.2.4 燃料电池 4

2.2.5 生物质发电 5

2.3 分布式电源对配电网的影响 5

2.4 分布式电源接入配电网的方法 7

2.4.1 电能变换设备 7

2.4.2 电能存储设备 7

2.4.3 接入方法 7

第三章 含分布式电源的配电网无功补偿优化配置 9

3.1 数学模型 9

3.1.1 全年网损费用和无功补偿设备投资费用 9

3.1.2 资金的时间价值 9

3.1.3 配电网无功补偿优化数学模型 10

3.1.4 数学模型的求解方法 11

3.2 潮流计算方法 11

3.2.1 前推回代法 11

3.2.2 分布式电源对潮流计算的影响 12

3.3 粒子群优化算法 13

3.3.1 算法原理 13

3.3.2 二进制粒子群算法 14

3.3.3 配电网规划中基本粒子的构造 15

3.3.4 粒子群的初始化 15

3.3.5 粒子群的更新 16

3.4 算法计算流程 16

第四章 算例结果分析 18

第五章 结论与展望 21

5.1 总结 21

5.2 展望 21

致 谢 22

参考文献 23

第一章 绪论

1.1 研究背景

近年来我国国民经济发展迅速，负荷量也随之增大，对电力的需求也增大。对于电力系统来说伴随着一些问题包括网损过大，电能质量不能得到保证等。由于用户端的电能使用情况不一样，使网络的潮流分布发生了改变，会出现不合理的网络的无功分布，有的地区会出现网络无功的严重不足，进而出现线路损耗过大和电压质量过低等情况。这些情况不光会使居民的日常生活用电受到影响，同时会对设备有一定的影响，甚至造成损坏[^[1]]。

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