[發明專利]基于混合整數錐規劃的智能配電網綜合電壓無功優化方法

有效

• 申請號: 201610049059.9
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105740973B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王成山;冀浩然;李鵬;宋關羽;李雨薇;趙金利
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種基于混合整數錐規劃的智能配電網綜合電壓無功優化方法，包括：輸入配電系統的配電系統結構及參數；建立考慮多種調節手段的配電網綜合電壓無功控制問題的時序優化模型；將所建立的模型轉化為混合整數二階錐模型；將得到的混合整數二階錐模型采用可解混合整數二階錐規劃的數學求解器進行求解；輸出求解結果。本發明大大降低了求解難度，便于使用求解工具進行求解。使得復雜的混合整數非線性規劃的問題求解得以實現，避免了繁瑣的迭代和大量的測試，在計算速度上有較大地提升。

技術領域

本發明涉及一種配電網電壓無功優化方法。特別是涉及一種基于混合整數錐規劃的智能配電網綜合電壓無功優化方法。

背景技術

在智能配電網中，新能源和可再生能源的利用主要是通過分布式的方式廣泛、高密度地接入配電網中，在滿足電網能量需求的同時，因其運行特性受環境影響較大且具有明顯的隨機性和波動性，會給配電網帶來諸多問題，其中電壓越限問題尤為嚴重。而且分布式電源的出力與負荷往往呈現負相關性，導致配電網電壓在一定范圍內出現很大的波動。

配電網中電壓水平與無功功率平衡密切相關，當系統中無功電源與無功負荷平衡關系被打破時，將會引起電壓變化，嚴重時導致電壓越限，影響系統的安全運行。合理調控無功電源是保證電壓水平的重要措施，配電網電壓無功優化是通過調節各種無功補償設備和其它可以改變系統無功潮流的手段，確定未來一段時間內配電網設備的運行狀態，從而保證整個系統運行的安全性、經濟性及穩定性。傳統的配電網無功優化策略主要包括靜止無功補償器(SVC)的無功補償、電容器組的投切、有載調壓變壓器(OLTC)分接頭的調整。在智能配電網中，分布式電源和儲能裝置作為連續無功源可以參與對配電網的無功電壓控制，能夠解決傳統配電網無功調壓手段調節速度慢、難以實現電壓連續調節的問題，并能減少大容量無功補償裝置的投入。但當大量分布式電源接入系統時，分布式電源會使系統電壓波動頻繁，嚴重影響系統電能質量。智能軟開關(Soft Normally Open Point，SNOP)裝置是取代傳統聯絡開關的一種新型智能配電裝置，能夠為配電網提供一定的電壓無功支持，改善饋線電壓水平，提高配電網對分布式電源的消納能力。綜合考慮以上各種配電網電壓無功優化策略，提出一種配電網綜合電壓無功優化方法，在保障配電網電壓運行在安全合理水平的同時，提高系統運行的經濟性。

對于考慮多種調節手段的配電網綜合電壓無功控制問題，既有靜止無功補償器設定值、分布式電源和儲能裝置無功出力、智能軟開關裝置(SNOP)裝置兩端無功出力等連續變量，又有電容器組投切組數、變壓器分接頭檔位等離散變量，其數學本質是大規模混合整數非線性規劃問題。對于這類混合整數非線性數學優化問題，已經提出和發展了多種優化方法，主要包括：1)傳統數學優化方法，其中包括解析法、原始對偶內點法等；2)啟發式算法，其中包括遺傳算法、粒子群算法等。傳統數學優化方法雖然理論上可進行全局尋優，但在實際處理大規模混合整數問題時會存在“維數災”問題，計算時間往往呈現爆炸式激增；啟發式算法在時間復雜度方面要求有一個多項式時間界，計算速度較快，但只能得到局部最優解，無法保證解的全局最優性。所以傳統數學優化方法、啟發式算法對于求解這類問題上，速度或精度多不能同時滿足要求。因此，需要一種準確、快速求解上述優化問題的模型與算法。

混合整數錐規劃(Mixed Integer Conic Programming，MICP)方法是線性規劃與非線性規劃的推廣，因凸錐所具有的優美的幾何結構和特殊的處理方式，能夠實現優化問題的快速收斂和準確求解，與其他常見算法相比，混合整數錐規劃方法大大地減輕了繁重的計算壓力，并且能夠保證所得解的最優性，在計算速度和內存占用上都有較大的優勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠解決配電網電壓波動問題的基于混合整數錐規劃的智能配電網綜合電壓無功優化方法。

本發明所采用的技術方案是：基于混合整數錐規劃的智能配電網綜合電壓無功優化方法，包括如下步驟：