Разработка методики решения задачи компенсации реактивной мощности с использованием многоцелевой оптимизации

• Автор: Еремин, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 116 с. : 18 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1 Аналитический обзор состояния вопроса оптимизации размещения устройств компенсации реактивной мощности.

1.1 Вводные замечания

1.2 Критический анализ нормативных документов о компенсации

реактивной мощности.

1.3 Критический анализ теоретических положений и методических

подходов к решению задачи компенсации реактивной мощности.

1.3.1 Методики решения различных оптимизационных задач

1.3.2 Методики решения задачи компенсации реактивной мощности

1.4 Постановка задачи диссертации

1.5 Выводы.
2 Разработка методических основ алгоритма многоцелевой оптимизации размещения устройств компенсации реактивной мощности
2.1 Вводные замечания
2.2 Определение области реализации методики многоцелевой
оптимизации компенсации реактивной мощности.
2.3 Разработка модели энергосистемы для задачи многоцелевой
оптимизации компенсации реактивной мощности.
2.4 Анализ существующих методик многоцелевой оптимизации.
2.5 Учет различных средств компенсации реактивной мощности.
2.6 Разработка системы кри териев для определения множества
недоминируемых решений задачи многоцелевой оптимизации
2.6.1 Сроки выполнения проекта
2.6.2 Величина капиталовложений.
2.6.3 Выгоды от проекта.
2.7 Принятые допущения в стратегии оптимизации.
2.8 Определение рациональной структуры оптимизационного
алгоритма.
2.9 Выводы.
3 Формализация гибридного алгоритма оптимизации размещения устройств компенсации реактивной мощности
3.1 Вводные замечания
3.2 Особенности определения отдельных целевых функций. Методические особенности расчета потерь электроэнергии.
3.3 Выбор рациональной модели работы рассматриваемой электроэнергетической системы
3.4 Определение параметров режима работы оптимизируемой системы
3.5 Определение методических особенностей оптимизационной части гибридного алгоритма.
3.6 Определение критериев остановки вычислительного процесса
3.7 Формализация целевых функций.
3.8 Выводы.
4 Практическая реализация решения задачи компенсации реактивной мощности на основе разработанного алгоритма
4.1 Представление множества возможных решений в рамках эволюционной стратегии.
4.2 Разработка параметров эволюционной стратегии.
4.2.1 Выбор оптимального размера множества решений.
4.2.2 Принципы получения новых решений.
4.2.3 Осуществление рекомбинации.
4.2.4 Принципы отбора решений
4.3 Формализация критерия остановки
4.4 Пример расчета оптимального размещения устройств компенсации реактивной мощности в сети.
4.5 Анализ полученных результатов расчета.
4.6 Выводы
Заключение.
Список использованных источников


Таким образом, весьма актуальной представляется разработка методики решения задачи многоцелевой оптимизации компенсации реактивной мощности, использующей эволюционные вычисления. Связь работы с научными программами, планами, темами. Исследование связано с работами кафедры «Электроэнергетика и электроснабжение», проводимыми в соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика» ( - годы)»; Федеральной целевой научно-технической программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на - годы, блока «Поисково-прикладные исследования и разработки», раздела «Топливо и энергетика». Работа выполнена в соответствии с конкурсом, объявленным Федеральным агентством по науке и инновациям министерства образования и науки РФ на год на право заключения контрактов по направлению «Разработка и внедрение конкурентоспособных электросберегающих технологий». Работа необходима для детальной реализации статей законов № -ФЗ «Об электроэнергетике» [6], № -ФЗ «Закон РФ об энергосбережении» [7]. Цель исследования - разработка методических основ оптимального размещения уегройств компенсации реактивной мощности в районе энергосистемы. Объектом исследования является комплекс «энергосистема - потребители электрической энергии». Методы исследования. В работе использовались методы теории эволюционных вычислений, математического моделирования технических систем, экономико-математического анализа и теории множеств. Новый подход к практическому решению задачи оптимального размещения устройств компенсации реактивной мощности в сети энергосистемы, выраженный в ее решении как задачи многоцелевой оптимизации. Математическую модель, описывающую совокупность режимов работы района электроэнергетической системы, которая позволяет реализовать многоцелевую и многопараметрическую оптимизацию режима работы электроэнергетической сети по реактивной мощности. Методику решения задачи многоцелевой оптимизации размещения устройств компенсации реактивной мощности в энергорайоне с использованием эволюционных вычислений. Научная новизна и теоретическая значимость. В известных научных исследованиях задача оптимальной компенсации реактивной мощности рассматривалась как задача одноцелевой оптимизации, при этом выбор оптимального варианта проводился по критерию минимальных затрат. В данной работе доказано, что этот критерий, как и подход в целом, не вполне отвечает современным условиям. Предложено перейти к постановке задачи как задачи многоцелевой оптимизации, что позволит лицу, принимающему решения, получать полное множество Парето недоминируемых решений. Сформирован набор критериев оптимизации, отражающий важные стороны задачи для лица, принимающего решения. В качестве критериев предложены как технические, так и экономические показатели. Практическая ценность. Разработанная методика решения задачи оптимального размещения источников реактивной мощности в сети электроснабжения предприятия может быть использована проектными организациями и непосредственно службами развития энергосистем. Реализация результатов работы. Положения диссертационной работы использованы для расчета оптимальной компенсации реактивной мощности в энергосистеме. Содержание исследований нашло отражение в учебных курсах: «Оптимизация в ЭЭС», «Применение ЭВМ в электроэнергетике» и в дипломном проектировании. Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы и её отдельные результаты были представлены на III и V Международной молодёжной научно-технической конференции «Будущее технической науки», Нижний Новгород, г. Нижегородская сессия молодых ученых», Нижний Новгород, г; XII Международной научно-практической конференции ШЕЕ студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск, г. По результатам последней конференции доклады получили диплом Бой степени. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из наименований и одного приложения. Объём диссертации составляет 9 страниц основного текста, включая рисунков и 5 таблиц.