[發明專利]一種基于網絡分解與區域協調的配電網無功優化方法

有效

• 申請號: 201510526117.8
• 申請日: 2015-08-25
• 公開（公告）號: CN105098797B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 何開元;劉科研;孟曉麗;盛萬興;賈東梨;胡麗娟;葉學順;刁贏龍;唐建崗
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網北京市電力公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種基于網絡分解與區域協調的配電網無功優化方法，通過將配電網系統分解為多個配電網子網絡區域；建立以等式為約束形式的無功優化分解協調模型；迭代求解無功優化分解協調模型中的各配電網子網絡區域的初始化數據；建立各配電網子網絡區域的含有拉格朗日乘子的目標函數；協調相鄰配電網子網絡區域之間交換邊界節點信息，更新各配電網子網絡區域的數據。本發明提出的優化方法，將大型配電網分解為多個互聯區域，矩陣維度降低，占用內存減少；區域之間僅需交互邊界變量，通信資源利用率高；區域之間耦合度低，方便進行并行處理，提升計算速度；區域之間的分解協調獨立于尋優算法，各區域可選擇適用于自身特點的優化算法。

技術領域

本發明涉及配電網無功優化領域，具體涉及一種基于網絡分解與區域協調的配電網無功優化方法。

背景技術

配電網無功投入的合理與否直接影響著電力系統的安全和穩定，與經濟效益緊密相關。無功不足將導致系統電壓降低，用電設備不能合理使用，甚至會引發電壓崩潰等一系列事故；無功過剩也會導致系統電壓質量惡化，危害系統和設備的安全，而且過多的無功備用也會浪費不必要的投資。合理的無功配置和投入退出能有效地降低網損，保證電壓質量、預防事故發生或防止事故的擴大，從而提高電力系統運行的經濟性、安全性和穩定性。無功優化是在電網的網架結構固定不變的基礎上，以系統電能損耗最小、各節點電壓合格率最高和變壓器分接頭、電容器、電抗器投切次數最少為目標函數的動態優化過程，其本質是一個大規模非線性的混合整數優化問題。

目前，多數電力公司的無功優化控制通常采用二級或三級的控制模式，將全網范圍內所有控制設備目標分層。其中三級控制模式是目前國際上較為先進的電壓控制系統，完整地實現了電壓無功的三個控制級別：一級控制利用自動控制裝置實現本地控制；二級控制可采用分層分區的思想通過修改一級控制器設定值協調區域內一級控制器的行為；三級控制是最高級別控制，以DMS為決策支持系統，協調二級控制的優化設定。雖然現在的分布式電源輔助服務還在探索發展階段，針對分布式電源的引入帶來的電力市場運行規范和經濟特性的變化，國外學者已提出增強分布式電源高滲透率下其對配電網的輔助服務，尤其是其作為一種無功功率源對配電網的支撐作用。但是更多的研究方向側重于風力發電系統和基于運行費用最小的含分布式電源的配電網無功資源優化控制，缺少對多種DG無功出力特性和范圍以及對電網電壓支撐作用的研究，同時配電網無功優化中還存在配電網網絡規模擴大，引起計算機內存不足、計算速度慢、數據傳輸障礙、配電網調節設備增多，因控制變量維度增加使得無功優化算法速度降低、收斂困難且設備特征與控制方式多樣，以及優化算法不能適應各區域實際情況，算法性能受到影響等問題。

因此，需要對各種資源自身特性、跟蹤預測、無功優化和協調控制等多方面展開深入研究。

發明內容

有鑒于此，本發明提供的基于網絡分解與區域協調的配電網無功優化方法，該方法將大型配電網分解為多個互聯區域，矩陣維度降低，占用內存減少；區域之間僅需交互邊界變量，通信資源利用率高；區域之間耦合度低，方便進行并行處理，提升計算速度；區域之間的分解協調獨立于尋優算法，各區域可選擇適用于自身特點的優化算法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于網絡分解與區域協調的配電網無功優化方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1.將配電網系統分解為多個配電網子網絡區域；

步驟2.建立以等式為約束形式的無功優化分解協調模型；

步驟3.迭代求解所述無功優化分解協調模型中的各所述配電網子網絡區域的初始化數據；

步驟4.根據所述初始化數據，建立各所述配電網子網絡區域的含有拉格朗日乘子的目標函數；

步驟5.協調相鄰所述配電網子網絡區域之間交換邊界節點信息，依次對各所述配電網子網絡區域中的所述目標函數進行優化求解，并根據求解結果更新各所述配電網子網絡區域的數據；