分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu)化方法。包括確定分散式風(fēng)電接入地區(qū)的投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，并確定所述地區(qū)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件；根據(jù)投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，求取電容器組的投切時(shí)間；根據(jù)電容器組投切時(shí)間，投入和切除容器組；根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和配電網(wǎng)約束條件，求取靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力和風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力；根據(jù)靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力和風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力，調(diào)節(jié)靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和風(fēng)電機(jī)組。本發(fā)明具有很好的適應(yīng)性且可提升電網(wǎng)對(duì)分散風(fēng)電的接納能力。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu) 化方法。 分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu)化方法

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的核心作用是在保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提下，為現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生 產(chǎn)和人民生活提供充足且高質(zhì)量的電能。系統(tǒng)中無(wú)功潮流分布是否合理直接決定了系統(tǒng)電 壓質(zhì)量的好壞，這不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)向電力用戶提供電能質(zhì)量的優(yōu)劣，還直接影響到電 網(wǎng)自身運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。如果電壓偏差過(guò)大或者波動(dòng)過(guò)大，不僅會(huì)直接影響電氣設(shè) 備的運(yùn)行性能和使用壽命，而且還會(huì)給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行帶來(lái)困難，甚至?xí)鹣?統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電事故。
[0003] 在電力系統(tǒng)運(yùn)行階段，通過(guò)無(wú)功優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的無(wú)功資源進(jìn)行優(yōu)化配置，其 措施包括調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、調(diào)整有載調(diào)壓變壓器分接頭位置、改變無(wú)功補(bǔ)償裝置投切 容量等，從而達(dá)到優(yōu)化電網(wǎng)的無(wú)功潮流分布，降低電網(wǎng)有功損耗，改善系統(tǒng)電壓水平，提高 系統(tǒng)整體的安全性和經(jīng)濟(jì)性，并使得電氣設(shè)備及用戶負(fù)荷可以安全可靠地運(yùn)行等目的，對(duì) 電力系統(tǒng)有著十分重要的工程實(shí)踐意義，會(huì)給電力企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 電力系統(tǒng)無(wú)功優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型較復(fù)雜，目標(biāo)函數(shù)和約束條件均含有非線性方程， 其控制變量?；祀s有離散變量與連續(xù)變量，也往往需要同時(shí)考慮多個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，并具有解 空間復(fù)雜、多約束、多極值、多不確定性等特點(diǎn)。該問(wèn)題本身屬于NP-hard問(wèn)題，對(duì)此類問(wèn)題 的求解是一項(xiàng)計(jì)算復(fù)雜度相當(dāng)大的工作。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)求解無(wú)功優(yōu)化 問(wèn)題的要求也越來(lái)越高，如能否可靠地求取最優(yōu)解、能否盡快地收斂到最優(yōu)解、能否解決解 空間中可行子空間和不可行子空間交錯(cuò)的問(wèn)題、能否實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行大規(guī)模電網(wǎng)的無(wú)功優(yōu) 化控制等，由此無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題的求解難度進(jìn)一步增大。因此，對(duì)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行深入的研 究是十分必要的，不僅具有重要的實(shí)際意義，還具有十分重要的理論研究意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述【背景技術(shù)】中提到分散式風(fēng)電接入存在的不足之處， 提供一種分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu)化方法，為提升電網(wǎng)對(duì)分散風(fēng)電的接納能力提供理 論支持，為分散式風(fēng)電的大規(guī)模開(kāi)發(fā)提供有力的技術(shù)保障。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功 優(yōu)化方法，其特征是所述方法包括：
[0007] 步驟1 :確定分散式風(fēng)電接入地區(qū)的投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條 件，以及所述地區(qū)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件；
[0008] 步驟2 :根據(jù)投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，求取電容器組的投 切時(shí)間；
[0009] 步驟3 :根據(jù)電容器組投切時(shí)間，投入和切除電容器組；
[0010] 步驟4:根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和配電網(wǎng)約束條件，求取靜態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置的無(wú)功出力和風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力；
[0011] 步驟5 :調(diào)節(jié)靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，使其按照求取的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力 輸出無(wú)功功率；調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組，使其按照求取的風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力輸出無(wú)功功率。
[0012] 所述投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為min.

【權(quán)利要求】
1. 一種分散式風(fēng)電接入地區(qū)的無(wú)功優(yōu)化方法，其特征是所述方法包括： 步驟1 :確定分散式風(fēng)電接入地區(qū)的投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件， 以及所述地區(qū)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件； 步驟2:根據(jù)投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件，求取電容器組的投切時(shí) 間； 步驟3 :根據(jù)電容器組投切時(shí)間，投入和切除電容器組； 步驟4:根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和配電網(wǎng)約束條件，求取靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝 置的無(wú)功出力和風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力； 步驟5 :調(diào)節(jié)靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，使其按照求取的靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力輸出 無(wú)功功率；調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組，使其按照求取的風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功出力輸出無(wú)功功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)功優(yōu)化方法，其特征是所述投切電容器組的無(wú)功優(yōu)化目標(biāo) 函數(shù)為min.
為所述地區(qū)全天24小時(shí)總無(wú)功網(wǎng)損；
;為所述地區(qū)第i小時(shí)的無(wú)功網(wǎng)損之和； 所述投切電容器組的約束條件為包括：
0· 93 彡 Uk 彡 1. 07 ; 1. W 24 ; Σ&為所述地區(qū)第i小時(shí)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的有功功率之和； Σ#為所述地區(qū)第i小時(shí)平衡節(jié)點(diǎn)的有功功率之和； 為所述地區(qū)第i小時(shí)的有功網(wǎng)損之和； 為所述地區(qū)第i小時(shí)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)吸收的有功功率之和； 為所述地區(qū)第i小時(shí)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的無(wú)功功率之和； Σ0為所述地區(qū)第i小時(shí)平衡節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率之和； 為所述地區(qū)第i小時(shí)的無(wú)功網(wǎng)損之和； Σ0.為所述地區(qū)第i小時(shí)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)吸收的無(wú)功功率之和； Uk為所述地區(qū)第k個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓標(biāo)幺值； ?\為電容器組投入時(shí)刻； '為電容器組切除時(shí)刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)功優(yōu)化方法，其特征是所述配電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功優(yōu)化目標(biāo) 函數(shù)為 minf2 = Σ ; Σ GLSS為配電網(wǎng)總實(shí)時(shí)無(wú)功網(wǎng)損； 所述配電網(wǎng)約束條件包括： Σ PG+ Σ Ρ〇 = Σ PLoss+ Σ PL ； Σ QG+ Σ Q〇 = Σ QLoss+ Σ Ql ； 0· 93 彡 Uk 彡 1· 07 ; Qsmin Qs Qsmax ; -0. 45P ^ QG ^ 0. 45P ； Σ Pe為配電網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的實(shí)時(shí)有功功率之和； Σ P。為配電網(wǎng)平衡節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)有功功率之和； Σ 為配電網(wǎng)實(shí)時(shí)有功網(wǎng)損之和； Σ 為配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)吸收的實(shí)時(shí)有功功率之和； Σ Qe為配電網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的實(shí)時(shí)無(wú)功功率之和； Σ Qc!為配電網(wǎng)平衡節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)無(wú)功功率之和； Σ GLSS為配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)無(wú)功網(wǎng)損之和； Σ 為配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)吸收的實(shí)時(shí)無(wú)功功率之和； Qs為靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的實(shí)時(shí)無(wú)功出力； QSmax為靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力上限； QSmin為靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功出力下限； Qe為配電網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的實(shí)時(shí)無(wú)功功率； P為風(fēng)電機(jī)組額定有功容量。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK104052069SQ201410265376
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】孫鵬, 羅明武, 孫朝霞, 劉天慈 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司隨州供電公司