基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：基于潮流計(jì)算進(jìn)行有功網(wǎng)損分析；根據(jù)上述有功網(wǎng)損分析的結(jié)果，并基于改進(jìn)微分進(jìn)化算法進(jìn)行全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化。在保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提下，達(dá)到大幅提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納及送出能力，減小棄風(fēng)，提高新能源上網(wǎng)電量的目的。
【專利說(shuō)明】基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及規(guī)?；履茉窗l(fā)電過(guò)程中無(wú)功電壓控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種 基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)風(fēng)電進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段W后所產(chǎn)生的大型新能源基地多數(shù)位于"H北地 區(qū)"（西北、東北、華北），大型新能源基地一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中也，其電力需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離、高電 壓輸送到負(fù)荷中也進(jìn)行消納。W甘肅電網(wǎng)為例，截至2014年4月，甘肅電網(wǎng)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī) 容量已達(dá)707萬(wàn)千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)（3500萬(wàn)千瓦）容量的20. 2%，成為僅次于火 電的第二大主力電源；光伏發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)到435萬(wàn)千瓦，約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)容量的 12. 4%，同時(shí)甘肅成為我國(guó)光伏裝機(jī)規(guī)模最大的省份。目前，甘肅電網(wǎng)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī) 約占甘肅電網(wǎng)總裝機(jī)容量的1/3。
[0003] 由于風(fēng)、光資源的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，風(fēng)電出力的波動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致大型風(fēng)電場(chǎng) 電壓出現(xiàn)相應(yīng)波動(dòng)。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生電壓較大波動(dòng)時(shí)，若沒(méi)有足夠的無(wú)功支撐，將引起風(fēng)電場(chǎng) 電壓跌落。目前風(fēng)機(jī)本身的低電壓耐受能力十分有限，此時(shí)風(fēng)電機(jī)組出于自身的保護(hù)，往往 采取自動(dòng)切除的方式，造成系統(tǒng)有功失衡，影響系統(tǒng)穩(wěn)定；同時(shí)，異步發(fā)電機(jī)，不具備維持和 調(diào)節(jié)機(jī)端電壓水平的能力，在運(yùn)行時(shí)還要從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，因此電壓穩(wěn)定性問(wèn)題比較 天出。
[0004] 當(dāng)系統(tǒng)電壓跌落后，如果電網(wǎng)不能提供足夠的無(wú)功，基于異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)組 機(jī)端電壓無(wú)法重建，導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中所有異步風(fēng)電機(jī)組的超速保護(hù)或者低電壓保護(hù)動(dòng)作 切除風(fēng)電機(jī)組；若保護(hù)無(wú)法正常動(dòng)作，由于風(fēng)電機(jī)組的機(jī)端電壓無(wú)法重建，則會(huì)引起風(fēng)電場(chǎng) 甚至區(qū)域電網(wǎng)暫態(tài)電壓失穩(wěn)。由于交流聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整個(gè)電網(wǎng)的電壓和頻率之間相互影響、 酒泉地區(qū)風(fēng)電出力大幅度變化必然引起整個(gè)系統(tǒng)的電壓、頻率波動(dòng)，導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng) 無(wú)功優(yōu)化方法，W實(shí)現(xiàn)提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接納及送出能力，減小棄風(fēng)，提高新能源上網(wǎng)電 量的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，包括W下步驟：
[0008] 步驟1、基于潮流計(jì)算進(jìn)行有功網(wǎng)損分析；
[0009] 步驟2、根據(jù)上述有功網(wǎng)損分析的結(jié)果，并基于改進(jìn)微分進(jìn)化算法進(jìn)行全網(wǎng)無(wú)功優(yōu) 化。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟2具體包括W下步驟：
[0011] 步驟201、采用混沛Logistic映射對(duì)種群進(jìn)行初始化；
[0012] 步驟202、采用自適應(yīng)調(diào)整策略對(duì)不同個(gè)體的控制參數(shù)進(jìn)行分配；
[0013] 步驟203、采用共享適應(yīng)度計(jì)算的優(yōu)化尋優(yōu)，從而完成全網(wǎng)優(yōu)化。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟1具體為：
[0015] 基于潮流計(jì)算的有功網(wǎng)損可表示為
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟1、基于潮流計(jì)算進(jìn)行有功網(wǎng)損分析； 步驟2、根據(jù)上述有功網(wǎng)損分析的結(jié)果，并基于改進(jìn)微分進(jìn)化算法進(jìn)行全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟2具體包括以下步驟： 步驟201、采用混沌Logistic映射對(duì)種群進(jìn)行初始化； 步驟202、采用自適應(yīng)調(diào)整策略對(duì)不同個(gè)體的控制參數(shù)進(jìn)行分配； 步驟203、采用共享適應(yīng)度計(jì)算的優(yōu)化尋優(yōu)，從而完成全網(wǎng)優(yōu)化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟1具體為： 基于潮流計(jì)算的有功網(wǎng)損可表示為
式中：N1為支路數(shù)；GK為支路k的電導(dǎo)辦為節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值吼為節(jié)點(diǎn)j的電壓幅 值；9 L為節(jié)點(diǎn)i與j之間電壓相位角差； 等式約束可表示為：
式中：Pgi、Qgi分別為節(jié)點(diǎn)i的發(fā)電機(jī)有功出力和無(wú)功出力；Pdi、Q di分別為節(jié)點(diǎn)i的有 功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷；為支路i-j的電納；Gu為電導(dǎo)； 控制變量約束為：
式中：?為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓幅值；T為可調(diào)變壓器的分接頭位置；Q。為補(bǔ)償電容器的投 切組數(shù)；Qe為發(fā)電機(jī)無(wú)功出力；隊(duì)為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓幅值；乂、隊(duì)為為分別為系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)節(jié) 點(diǎn)、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、變壓器可調(diào)分接頭、無(wú)功補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟201具體為： 混沛Logistic映射對(duì)種群進(jìn)行初始化 yn+i = y yn(i-yn) ⑶ 式中：yn G (〇, I) ; ii為控制參數(shù)，當(dāng)ii G (3. 56, 4. 0)時(shí)，式（5)處于混沌狀態(tài)，混沌初 始化種群的步驟如下：隨機(jī)生成D個(gè)介于0和1之間的數(shù),形成初始序列;T1 = (I^1, ,… ，rI. D); 根據(jù)式（5)生成混沌序列得到混沌矩陣：
其中，Np為種群大??； 將混沌矩陣中的元素按式（5)映射到控制變量的取值范圍[X>in，X_ x]，得到初始種群 X〇， Xij，〇 (Xjmax Xjm;[_n) (7) ?
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟202所述的自適應(yīng)調(diào)整策略為：
式⑶和式（9)中，F(xiàn)1^Fmin分別為變異因子的上下限；CRmaxXR min分別為交叉因子的上 下限；T p T 2分別為在新一代種群中調(diào)整每個(gè)個(gè)體相對(duì)應(yīng)的F和CR的概率；a p a 2、a 3、 a 4為[0, 1]之間的均勻分布隨機(jī)數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于改進(jìn)微分進(jìn)化方法的電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在 于，所述步驟203所述的共享適應(yīng)度計(jì)算具體如下：
式中：f (Xi)、fsh (Xi)分別為第i個(gè)個(gè)體的原始適應(yīng)度和共享適應(yīng)度；Sh(Clu)為共享函 數(shù)，計(jì)算公式如下：
式中：du表示個(gè)體i和個(gè)體j之間的海明距離，A為控制共享函數(shù)形狀的參數(shù)，Rdi為 小生境半徑。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104362639SQ201410532360
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】路亮, 汪寧渤, 黃華, 周強(qiáng), 陟晶, 韓自?shī)^, 徐陸飛, 冉亮, 騰賢亮 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心, 國(guó)電南瑞科技股份有限公司