應用累積元與基因演算法求解配電系統無效電力控制

Reactive Power Control in Distribution System Using Cumulant Method and Genetic Algorithms

羅一峰(Yi-Feng Luo)

指導教授 ： 洪穎怡

中原大學/工學院/電機工程研究所/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6840/cycu200700591

摘要

因為用戶對電力品質及價格的要求下，使得無效功率補償在解制之後變的非常的重要。另一方面，由於考慮到環保永續性之問題，分散式發電已經逐漸的受到重視;風場視為分散式發電的一種，它能提供相當大的發電量。
本論文首先所提出的方法是在配電系統下，運用風力機電壓、靜態電容器以及變壓器抽頭當作控制器去調整系統電壓之大小，經由基因演算法使得系統的有效功率損失最小化，並且滿足所有的運轉限制式。採用兩種不同的編碼方式，即二進制列表編碼及格雷碼之不同。較亦利用隨機變數的統計概念，配合累積元方法來求得間歇性風力發電造成的電壓變動。透過數學方式求得系統匯流排之電壓變動範圍以及發生機率，此方法可以減少計算時間且快速地求出電力系統的電壓變動範圍。本論文透過17個匯流排配電系統以及24個匯流排澎湖電力系統分析模擬，証實本文所提出方法之可行性。

關鍵字

格雷碼 ； 分散式發電 ； 無效功率補償 ； 電壓控制 ； 基因演算法 ； 間歇性 ； 電壓變動 ； 隨機變數 ； 累積元

並列摘要

Reactive power control becomes extremely important after deregulation because customers request high quality power supply with reasonable price. On the other hand, Distributed Generations (DGs) have attracted increasing attention due to considerations of environmental sustainability. Wind farm is one of the DGs and can provide considerable power generation.
First, this study presents a method using wind generator voltage, static compensator and transformer tap as controllers to regulate the voltage profile in the distribution system. Through Genetic Algorithms (GAs), the MW loss in the system is minimized and the operational constraints are fulfilled. Two encodings are adopted/compared in the proposed method, namely binary-tabulated code and Gray code.
Second, this study uses the concept of random variables and cumulant method to solve voltage fluctuation resulting form large intermittent wind farm. The range of voltage fluctuation and probability can be obtained. The computation complexity can be simplified and the computation time can be markedly reduced by the proposed method. Applicability of the proposed method is verified through simulation using a 17-bus system and an autonomous 24-bus (Penghu) system.

並列關鍵字

genetic algorithm ； gray code ； reactive power and voltage control ； random variables ； voltage fluctuation ； cumulant ； intermittent ； distributed generation

參考文獻

[26] 李昌庭，「應用基因演算法進行獨立電力系統短期發電排程」，碩士論文，中原大學，民國94年6月。

[29] 謝宏明，「使用基因演算法進行配電系統靜態轉供開關安裝位置之決定」，碩士論文，中原大學，民國93年6月。

[40] 王俊傑，「應用累積元方法求解間歇性負載引起之電壓變動」，碩士論文，中原大學，民國91年7月。

[2] Engineering Guide for Integration of Distributed Generation and Storage into Power Distribution Systems, EPRI Technical Report TR-100419, December 2000.

[3] M.H. Abdel-Rahman, F. M. H. Youssef, and A. A. Saber, “New static var compensator control strategy and coordination with under-load tap changer,” IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.21, No. 3, July, 2006, pp.1630-1635.