基于HESM的配电网电压稳定及无功优化研究.pdfVIP

摘要

配电网作为电力系统的重要组成部分，位于整个系统的末端并直接连接用

户，因此，其安全性与经济性研究至关重要。随着我国经济的迅速发展，电能

需求不断增大，新能源大规模并网，极大地增加了电压失稳的风险，对电网安

全造成威胁。同时，在确保配电网安全的前提下，通过无功优化这一措施来降

低配电网中损失的大量网损，能大幅度提高经济效益，具有重要的工程实际意

义。

本文总结了配电网中电压稳定和无功优化的研究内容和现状以及现有方法

存在的问题，针对这些问题提出了HESM(HolomorphicEmbedding-based

SensitivityMethod）电压灵敏度、和HESM网损灵敏度，并将其用于判断电压

稳定和无功补偿优化选点。

首先，针对传统的电压灵敏度在病态潮流情况下无法计算问题，提出了将

全纯函数嵌入方法（HolomorphicEmbedding-basedMethod,HEM）用于电压灵

敏度计算中，本文将其称为HESM(HolomorphicEmbedding-basedSensitivity

Method)。文中详细地推导了HESM电压灵敏度计算过程并用Matlab编程实现，

解决了病态潮流时电压灵敏度的计算问题，同时提出了HESM电压结构灵敏度

和HESM电压部分灵敏度概念，以及基于后者的电压稳定判断方法，该方法计

算速度快，可用于实时电压控制。

其次，在前面推导出的HESM电压灵敏度基础上，继续推导出HESM各分

项网损灵敏度，并提出将HESM分项网损灵敏度结合负荷功率阻抗矩作为选择

无功补偿节点的指标，利用k-means聚类算法和遗传算法来确定补偿节点及需

要的补偿容量，该方法有效避免了传统无功优化存在的选点集中、补偿不合理

问题。

最后，采用本文方法对IEEE33节点系统、IEEE69节点系统分别进行电压

稳定相关计算分析，验证了本文提出的电压稳定判断方法的有效性。对IEEE28

节点系统、IEEE33节点系统分别进行无功优化分析，并与其它文献无功优化结

果进行对比，验证了本文提出的配电网无功优化方法的有效性。

关键词:HESM，潮流计算，灵敏度分析，电压稳定分析，配电网，无功补偿

ABSTRACT

Asanimportantpartofthepowersystem,thedistributionnetworkislocatedat

theendoftheentirepowersystemandisdirectlyconnectedtousers.Therefore,the

safetyandeconomicresearchofthedistributionnetworkisveryimportant.Withthe

rapiddevelopmentofnationaleconomy,thedemandforelectricenergycontinuesto

increase,andthelarge-scaleintegrationofnewenergysourceshasgreatlyincreased

theriskofvoltageinstabilityandthreatenedthesecurityofthepowergrid.Atthe

sametime,underthepremiseofensuringthesafetyofthedistributionnetwork,italso

hasimportanttheoreticalandpracticalsignificancetoreducethelargeamountof

electricalenergylostinthedistributionnetworkthroughreactivepowe