輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，包括如下步驟：首先，將電網(wǎng)解耦成多個“線路-變壓器”單元；其次，實時采集各單元運行參數(shù)；再次，以各單元的無功負荷為自變量，依次采用爬山法求取使實時負荷水平下各“線路-變壓器”單元的有功損耗最小所對應(yīng)的關(guān)口無功功率；最后，通過上一步求得的關(guān)口無功功率和單組無功補償容量，確定出關(guān)口無功功率實時允許上下限，結(jié)合母線電壓上下限，得到時變九區(qū)圖，進而得到變壓器擋位和無功補償設(shè)備的控制指令。本發(fā)明提出了輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，可用于輻射型電網(wǎng)的實時無功電壓控制，在減少設(shè)備的投切次數(shù)的同時更好地降低網(wǎng)損，使電網(wǎng)在不同負荷水平下安全經(jīng)濟運行。
【專利說明】輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的無功運行方法，特別涉及一種包含離散設(shè)備的輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在電力系統(tǒng)中，VQC是應(yīng)用較為廣泛的電壓/無功控制策略，其基本理論為九區(qū)圖控制理論。九區(qū)圖控制理論分別將電壓、無功功率分為過低、合格、過高三種狀態(tài)，由電壓、無功功率不同狀態(tài)的組合形成九個區(qū)域，在不同區(qū)域采取相應(yīng)的變壓器檔位調(diào)節(jié)和無功補償設(shè)備投切。VQC對關(guān)口無功功率的調(diào)芐基于經(jīng)驗上的無功功率分層平衡，其策略未經(jīng)過優(yōu)化，無法適應(yīng)不同負荷水平對節(jié)能降損運行的需要。VQC對提高電壓合格率起到重要的作用，但在降低有功損耗方面還需要改進。
[0003]近年來，專家學(xué)者對無功優(yōu)化提出了許多經(jīng)典數(shù)學(xué)算法和人工智能算法，但由于無功優(yōu)化問題是一個多變量、多約束的混合非線性規(guī)劃問題，目前的優(yōu)化算法普遍存在以下局限:
[0004](I)計算時間長，無法滿足實時優(yōu)化要求；
[0005](2)優(yōu)化目標通 常是一個狀態(tài)點，在實時優(yōu)化控制中可能造成離散設(shè)備的頻繁動作；
[0006](3)對于復(fù)雜大型電網(wǎng)，全網(wǎng)無功潮流計算的累積誤差很大，影響了控制的準確性和精度，常常導(dǎo)致控制結(jié)果產(chǎn)生節(jié)點電壓越限問題。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有的無功優(yōu)化控制方法還需要進一步的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有無功優(yōu)化控制方法計算時間長、離散設(shè)備頻繁動作、計算累計誤差大的問題，旨在提供一種實用的實時無功優(yōu)化控制方法。
[0009]本發(fā)明提出一種輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，包括以下步驟:
[0010](I)獲取輻射型電網(wǎng)線路與變壓器的連接方式；
[0011](2)將輻射型電網(wǎng)按“線路-變壓器”單元解耦；并對“線路-變壓器”單元從I至η進行編號，η為“線路-變壓器”單元的個數(shù)；定義k=l~n，且k的初始值為I ;
[0012](3)采集第k個“線路-變壓器”單元的運行數(shù)據(jù)；所述運行數(shù)據(jù)包括節(jié)點電壓、線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、負荷參數(shù)、無功補償設(shè)備參數(shù)；節(jié)點電壓包括電源側(cè)節(jié)點電壓Vs和負荷節(jié)點電壓' ;線路參數(shù)包括線路電阻!Y、線路電抗&和線路接地電納K ;變壓器參數(shù)包括變壓器電阻rT、變壓器電抗χτ、變壓器電納bT、變壓器電導(dǎo)gT、變壓器等效變比kT、分接頭個數(shù)ητ和檔距Λ T ;負荷參數(shù)包括有功負荷P、無功負荷Q和關(guān)口無功功率Qg;無功補償設(shè)備參數(shù)包括每個節(jié)點的電容器組數(shù)η。和每組容量Q。、每個節(jié)點的電抗器組數(shù)％和每組容量Ql以及各無功補償設(shè)備的投切狀態(tài)、最大單組無功補償設(shè)備容量Q_max ；
[0013](4)以Q為自變量，以電源側(cè)節(jié)點為平衡節(jié)點，采用爬山法求取使第k個“線路-變壓器”單元的有功損耗最小所對應(yīng)的無功負荷Q_ ；
[0014](5)利用P、Qopt對第k個“線路-變壓器”單元做潮流計算，得出的關(guān)口無功功率記為最優(yōu)關(guān)口無功功率Qg.0pt ；
[0015](6)設(shè)置第k個“線路-變壓器”單元的關(guān)口無功功率上限為
【權(quán)利要求】
1.輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，其特征在于包括以下步驟: (1)獲取輻射型電網(wǎng)線路與變壓器的連接方式； (2)將輻射型電網(wǎng)按“線路-變壓器”單元解耦；并對“線路-變壓器”單元從I至η進行編號，η為“線路-變壓器”單元的個數(shù)；定義k=l~n，且k的初始值為I ; (3)采集第k個“線路-變壓器”單元的運行數(shù)據(jù)；所述運行數(shù)據(jù)包括節(jié)點電壓、線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、負荷參數(shù)、無功補償設(shè)備參數(shù)；節(jié)點電壓包括電源側(cè)節(jié)點電壓\和負荷節(jié)點電壓' ;線路參數(shù)包括線路電阻ιr、線路電抗&和線路接地電納K ;變壓器參數(shù)包括變壓器電阻rT、變壓器電抗χτ、變壓器電納bT、變壓器電導(dǎo)gT、變壓器等效變比kT、分接頭個數(shù)ητ和檔距Λ T ;負荷參數(shù)包括有功負荷P、無功負荷Q和關(guān)口無功功率Qg;無功補償設(shè)備參數(shù)包括每個節(jié)點的電容器組數(shù)nc和每組容量Qc、每個節(jié)點的電抗器組數(shù)％和每組容量Ql以及各無功補償設(shè)備的投切狀態(tài)、最大單組無功補償設(shè)備容量Q_max ； (4)以Q為自變量，以電源側(cè)節(jié)點為平衡節(jié)點，采用爬山法求取使第k個“線路-變壓器”單元的有功損耗最小所對應(yīng)的無功負荷Q_ ； (5)利用P、Qopt對第k個“線路-變壓器”單元做潮流計算，得出的關(guān)口無功功率記為最優(yōu)關(guān)口無功功率Qg._ ； (6)設(shè)置第k個“線路-變壓器”單元的關(guān)口無功功率上限為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，其特征在于:所述“線路-變壓器”單元是指傳輸功率的I條線路及其負荷側(cè)連接的變壓器所組成的單元，所述I條線路包含并列的兩回或多回線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，其特征在于:所述解耦是指將電網(wǎng)分解成多個“線路-變壓器”單元，分別對“線路-變壓器”單元進行無功優(yōu)化控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，其特征在于:所述松弛是指為適應(yīng)無功控制設(shè)備的離散性，以使電網(wǎng)無功功率分布進入優(yōu)化區(qū)間作為無功控制的目標，不嚴格要求電網(wǎng)無功功率等于固定值；對每一個“線路-變壓器”單元，優(yōu)化區(qū)間的寬度為該“線路-變壓器”單元最大單組無功補償設(shè)備容量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射型電網(wǎng)松弛趨優(yōu)無功控制方法，其特征在于:所述趨優(yōu)是指優(yōu)化區(qū)間隨有功負荷水平的不同而移動，使無功功率分布往有功損耗最小的區(qū)間趨近；優(yōu)化區(qū)間的寬度不變，區(qū)間中點為Qg._。
【文檔編號】H02J3/16GK103633654SQ201310567569
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張勇軍, 李欽豪 申請人:華南理工大學(xué)