[發(fā)明專利]電力系統(tǒng)放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110000735.0
• 申請日: 2011-01-05
• 公開（公告）號: CN102035210A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉蔚;范輝;王鵬;湯磊;楊瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省電力研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 陳建民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化方法。

技術(shù)背景

隨著電力系統(tǒng)自動化程度的不斷提高，無功優(yōu)化控制將越來越得到人們的重視。合理地運(yùn)用電壓無功的調(diào)節(jié)手段，能使電力部門及用戶總體設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)。

無功功率在電網(wǎng)中的流動，對電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的影響。要保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低電網(wǎng)損耗，總是希望電網(wǎng)的無功最好不流動，即所謂的理想狀態(tài)。或者盡量少流動，特別要避免無功功率通過輸電線路遠(yuǎn)距離流動．實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無功平衡。維持無功平衡是保持節(jié)點(diǎn)電壓水平的關(guān)鍵。由于電網(wǎng)中不僅有大量的無功負(fù)荷，而且還有大量的無功功率損耗，僅靠發(fā)電機(jī)提供的無功功率往往滿足不了電網(wǎng)在額定電壓水平下的無功功率平衡，或?yàn)楸苊獯罅繜o功流動，因此還需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。在電力網(wǎng)適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)接入并聯(lián)無功功率補(bǔ)償裝置，能夠減小線路和變壓器輸送的無功功率，因而可減小線路和變壓器的電壓損耗和提高電力網(wǎng)的電壓水平，同時(shí)還能減小電力網(wǎng)的功率損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化時(shí)，通過調(diào)節(jié)無功功率補(bǔ)償裝置輸出的無功功率，就能控制電力網(wǎng)的電壓。

但實(shí)際電網(wǎng)的無功電源配置方案可能存在不足，通過無功設(shè)備優(yōu)化后的線損和理論線損的對比，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中存在的問題。對實(shí)際電網(wǎng)模型的無功設(shè)備優(yōu)化的潮流是在當(dāng)前實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷需求狀態(tài)下的最優(yōu)的運(yùn)行方式，是電網(wǎng)無功調(diào)度的理想狀態(tài)。通過放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化，可以得到定量的規(guī)劃無功源的規(guī)劃結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力系統(tǒng)放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明包括對實(shí)際電網(wǎng)模型的無功設(shè)備優(yōu)化和對放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化，具體步驟如下：

（一）對實(shí)際電網(wǎng)模型的無功設(shè)備優(yōu)化

（1）從EMS系統(tǒng)的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫中讀入實(shí)際電網(wǎng)模型，所述實(shí)際電網(wǎng)模型來自用戶指定的實(shí)際模型；

（2）在無功設(shè)備優(yōu)化分析開始前，通過人機(jī)界面選擇參與無功優(yōu)化決策的無功設(shè)備范圍，包括：電容器、電抗器、發(fā)電機(jī)、變壓器分接頭；按照設(shè)備類型、電壓等級、地調(diào)區(qū)域進(jìn)行選擇：選擇待分析模型和待分析時(shí)段；

（3）從全息斷面數(shù)據(jù)庫中讀入全息數(shù)據(jù)斷面；

（4）以地區(qū)級的線損管理輔助分析系統(tǒng)對每個(gè)全息數(shù)據(jù)斷面，進(jìn)行無功優(yōu)化決策，所述無功優(yōu)化決策是指以網(wǎng)損最小為目標(biāo)，確定無功設(shè)備的調(diào)節(jié)方法，通過計(jì)算給出當(dāng)前電網(wǎng)的無功優(yōu)化決策，決策的目標(biāo)為：

a.保證母線電壓在電壓計(jì)劃曲線的上下限范圍內(nèi)；

?b.通過調(diào)節(jié)無功設(shè)備，降低系統(tǒng)的功率損耗；

c.進(jìn)行無功優(yōu)化決策計(jì)算,以網(wǎng)損最小為目標(biāo)，采用啟發(fā)式算法給出優(yōu)化策略，無功優(yōu)化決策的計(jì)算流程如下：

①根據(jù)用戶設(shè)定確定參與優(yōu)化的無功源；

②確定無功源的約束條件，包括：發(fā)電機(jī)無功上下限、容抗器組數(shù)容量；

③確定母線電壓運(yùn)行的上下限約束；

④以網(wǎng)損最小為目標(biāo)，采用啟發(fā)式算法給出優(yōu)化決策，調(diào)節(jié)手段包括：發(fā)電機(jī)無功出力調(diào)整、電容器、電抗器投切操作、主變壓器分接頭調(diào)整；

d.在無功優(yōu)化的過程中動態(tài)維護(hù)實(shí)時(shí)的優(yōu)化決策表：

所述優(yōu)化決策表記錄每個(gè)時(shí)刻采用的無功優(yōu)化決策，這個(gè)決策是當(dāng)前斷面進(jìn)行潮流計(jì)算后給出新的的電網(wǎng)無功優(yōu)化決策，也是下一個(gè)斷面的電網(wǎng)起始狀態(tài)，在每次讀入新的斷面后，都需要將上個(gè)斷面已經(jīng)生成的決策作用到全息歷史斷面上，作為新的斷面優(yōu)化的“基態(tài)”，在無功優(yōu)化的過程中，系統(tǒng)在每個(gè)斷面計(jì)算完成后，記錄當(dāng)前的優(yōu)化策略，最終給出的優(yōu)化決策表，包括在全天時(shí)間段內(nèi)，發(fā)電機(jī)無功出力調(diào)整、設(shè)備投切的操作類型和操作時(shí)刻；

e.在無功優(yōu)化的過程中，在每個(gè)斷面的優(yōu)化決策計(jì)算完成后，采用當(dāng)前的優(yōu)化決策對整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算，得到優(yōu)化決策執(zhí)行后的仿真潮流，并進(jìn)行電量積分和網(wǎng)損計(jì)算，從而給出無功優(yōu)化后的全日網(wǎng)損曲線，與歷史網(wǎng)損曲線進(jìn)行對比分析；

（二）對放松約束的無功設(shè)備優(yōu)化

（1）對實(shí)際電網(wǎng)中的每個(gè)斷面，采用當(dāng)前的優(yōu)化策略進(jìn)行模擬計(jì)

算后，保存每個(gè)時(shí)刻優(yōu)化后的無功電壓運(yùn)行的數(shù)據(jù)，對每個(gè)時(shí)刻電壓的控制情況和無功設(shè)備的投入率情況進(jìn)行分析：

在高峰時(shí)刻，對于主網(wǎng)母線電壓偏低，電容器投入率較高的廠站，增加容性無功電源；

在低谷時(shí)刻，對于主網(wǎng)母線電壓偏高的廠站，增加感性無功電源；

通過上述定性分析，給出實(shí)際電網(wǎng)無功源的薄弱環(huán)節(jié)，并選擇規(guī)劃無功源的接入點(diǎn)；