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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:盧乃彥
研究生(外文):Nai-Yen Lu
論文名稱:應用田口─基因演算法於有效─無效功率調度最佳化
論文名稱(外文):Optimal Active-Reactive Power Dispatch Using a Hybrid Taguchi-Genetic Algorithm
指導教授:陳昭榮陳昭榮引用關係
口試委員:蔡孟伸黃培華洪穎怡
口試日期:2012-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電機工程系研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:有效功率調度無效功率調度基因演算法田口方法
外文關鍵詞:Optimal Power DispatchGenetic AlgorithmTaguchi Method
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本論文提出一新演算法於電力系統有效─無效功率之最佳化調度。過去許多研究分別探討有效功率之最佳化調度即經濟調度,和無效功率之最佳化調度,即最佳電力潮流。本文提出以智慧型控制方法,來整合兩者之最佳化,期達到更完整之最佳化。目標函數是將無效功率調度中之最小輸電線損失,與有效功率最佳化之最小燃料成本,藉由加權值合成一多目標函數。
本研究主題在整體考量最佳化之最大難題為控制變數太多,使得不易得到最佳解;因此,本論文提出以田口─基因演算法來求解。藉由本方法所具有減少求解次數、容易獲得整體最佳解之特點來獲得最佳化;並以IEEE 30-bus之系統來驗證其功效。


This paper presents a new approach to solve optimal active-reactive power dispatch problem in power systems by using a hybrid Taguchi-genetic algorithm. In the past researches, the active power dispatch and the reactive power dispatch are discussed separately. As a result, an intelligent control method is proposed to integrate theses two dispatch into one optimal power dispatch simultaneously in order to obtain a more complete optimization. The objective function combine with minimizing the fuel cost, which is associated with the economic dispatch, and reducing the real power loss in the transmission line, which is associated with the reactive power dispatch, by using weight values.
In this paper, it is too difficult to obtain an optimal solution because of considering lots of variables at the same time. Therefore, a hybrid Taguchi-genetic algorithm is proposed to solve the problem by using the orthogonal array and the SNR(sinal-to-noise ratio). The proposed approach has been verified on IEEE 30-bus 6-generator system. The results are also compared with other approaches and it shows that the solution to active-reactive dispatch problem is better.

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究主題與目的 2
1.4 論文內容概述 3
第二章 基本電力系統理論 4
2.1 電力潮流分析 4
2.1.1 電力潮流方程式 4
2.1.2 求解電力潮流的方法 7
2.1.3 牛頓─拉福森求解電力潮流 9
2.2 經濟調度 13
2.2.1 忽略損失及發電機限制之經濟調度 13
2.2.2 考慮發電機限制之經濟調度 18
2.3 電力系統無效功率補償 20
2.3.1 發電機 20
2.3.2 調節變壓器 21
2.3.3 輸電線並聯電容器補償 24
第三章 研究方法 26
3.1 田口方法 26
3.1.1 因子與水準 26
3.1.2 直交表 27
3.1.3 訊號雜訊比 30
3.2 基因演算法 33
3.2.1 基因演算法理論 33
3.2.2 字串表示、個體與族群 35
3.2.3 編碼與解碼 35
3.2.4 適應性函數 36
3.2.5 基因演算法三個主要運算元 36
3.2.6 基因演算法的特性 40
3.3 田口─基因演算法 41
第四章 有效─無效功率調度最佳化 44
4.1 有效─無效功率調度數學模式 44
4.2 田口─基因演算法求解有效─無效功率之調度問題 48
第五章 實驗結果 52
5.1 IEEE 30-bus系統 52
5.2 IEEE 30-bus系統模擬結果 57
第六章 結論與未來研究方向 62
6.1 結論 62
6.2 未來研究方向 62
參考文獻 63



[1]K. Y. Lee, Y. M. Park, and J. L. Ortiz, "A united approach to optimal real and reactive power dispatch," IEEE Transactions on Power Systems, PAS-104, no. 5, May 1985, pp. 1147-1153.
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[23]Power system test case archive
http://www.ee.washington.edu/research/pstca/pf30/pg_tca30bus.htm


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