[發明專利]基于功效系數線性加權法的多目標無功優化方法

有效

• 申請號: 201410571706.3
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104915533B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 金小明;陳皓勇;張聰;李蓉蓉;楊柳;盧斯煜
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 李奎書

1.基于功效系數線性加權法的多目標無功優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、設置系統參數，輸入節點和網絡數據；

所述步驟1中，設置系統參數，輸入節點和網絡數據，其步驟具體為：

1)設置所優化系統的節點數，線路的條數，變壓器的臺數，發電機的臺數，無功補償節點的個數，迭代收斂精度，中心參數，以及最大迭代次數；

2)輸入的節點數據包括PQ節點數據，PV節點的數據以及平衡節點的數據，輸入的網絡數據線路參數、接地支路參數和變壓器參數；

步驟2、采用PQ分解法進行潮流計算；

步驟3、以網損作為目標函數，以步驟2中的潮流計算的結果作為在原對偶內點法的初始值，采用原對偶內點法分別求取網損的最小值和最大值；

步驟4、以電壓偏差作為目標函數，以步驟2中的潮流計算結果作為原對偶內點法的初始值，采用原對偶內點法分別求取電壓偏差的最小值和最大值；

步驟5、構造網損和電壓偏差的功效系數，采用加權線性組合形成總體的功效系數，建立多目標無功優化模型；

步驟6、以最大化總體功效系數為無功優化目標，采用對偶內點法進行求解，并通過設置不同的加權系數，作出網損功效系數、電壓偏差功效系數和總體功效系數隨加權系數變化情況的曲線圖，通過觀察分析三條曲線中功效系數隨加權系數的變化情況來選擇加權系數；

所述步驟5中，構造網損和電壓偏差的功效系數，采用加權線性組合形成總體的功效系數，建立多目標無功優化模型；其具體步驟如下：

1)構造網損和電壓差的功效系數，設步驟4和步驟5中優化得到的最小網損為Ploss_min，最大網損為Ploss_max，最小電壓偏差為DV_min，最大電壓偏差為DV_max，能夠得到系統網損的功效系數定義如下：

電壓偏差功效系數為：

2)采用加權線性組合形成總體的功效系數：

3)以單目標無功優化的約束條件作為約束條件，以2)中的功效系數作為目標函數，能夠得到如下的多目標無功優化模型：

maxd

h(x)＝0代表功率平衡約束，代表運行約束和安全約束；

其中，ploss為網損；DV為電壓偏差。

2.根據權利要求1所述的基于功效系數線性加權法的多目標無功優化方法，其特征在于：

所述步驟2中，采用PQ分解法進行潮流計算，其具體步驟為：

1)設置潮流的初始值，采用平啟的方式，即PQ節點電壓取1，PQ節點和PV的相角取0；

2)采用支路追加法形成導納矩陣；

3)形成有功迭代部分的Jacobi矩陣，對應的是導納矩陣中除平衡節點外所有節點對應的虛數部分B_H，并計算除平衡節點外所有節點的有功不平衡量ΔP，得到修正方程采用高斯消去法求解此修正方程，并修正對應節點的電壓相角；

4)無功迭代部分，采用的Jacobi矩陣是導納矩陣中PQ節點所對應的虛數部分B_L，計算PQ節點的無功不平衡量ΔQ，采用的電壓相角是上步已經修正過的值，得到采用高斯消去法求解此修正方程，并修正PQ節點的電壓幅值；

5)判斷所有節點中最大功率不平衡量是否滿足收斂精度，滿足則停止迭代，否則返回第3)步。

3.根據權利要求1所述的基于功效系數線性加權法的多目標無功優化方法，其特征在于：

所述步驟3中，以網損作為目標函數，以步驟2中的潮流計算的結果作為原對偶內點法的初始值，能夠改善收斂性能與收斂速度，采用原對偶內點法分別求取網損的最小值和最大值，其計算過程為：

在計算網損的最小值時，首先，設定好迭代計算的初始值，原變量的取值采用潮流計算的結果，對偶變量的取值只需要滿足KKT條件的要求，并設置阻尼因子，阻尼因子位于0和1之間，取0.1，其次，計算海森矩陣和雅可比矩陣，最后，求解修正方程，分解修正原變量和對偶變量，判斷對偶間隙和最大功效不平衡量是否滿足收斂條件，若滿足則停止計算，否則，繼續迭代；

計算網損的最大值時，只需要在目標函數前加負號，其余步驟與計算網損最小值的步驟一致。