[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制序列確定方法

有效

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• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN107134790B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉科研;盛萬興;賈東梨;李運華;裴宏巖;胡麗娟;何開元;葉學順;刁贏龍;唐建崗;董偉杰;李雅潔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)江蘇省電力公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制序列確定方法，利用電力系統(tǒng)現(xiàn)有歷史負荷數(shù)據(jù)和歷史優(yōu)化數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，通過構(gòu)建配電網(wǎng)無功優(yōu)化隨機矩陣，結(jié)合單環(huán)定律，計算負荷隨機矩陣的平均譜半徑，并根據(jù)平均譜半徑，計算歷史負荷與當前負荷的相關(guān)性系數(shù)，通過比較相關(guān)性系數(shù)的大小，獲得相關(guān)性較大的負荷日，并以當日無功優(yōu)化控制序列作為當前優(yōu)化序列。本發(fā)明技術(shù)方案解決了配電網(wǎng)無功功率運行優(yōu)化問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制序列確定方法。

背景技術(shù)

配電網(wǎng)無功優(yōu)化旨在改善電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡損耗，它以無功補償或調(diào)節(jié)設備為控制手段，屬于非線性規(guī)劃問題。面對大數(shù)據(jù)背景下的高維性、強耦合性、高隨機性的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的基于線性規(guī)劃或非線性規(guī)劃的無功優(yōu)化法主要存在難于獲得全局最優(yōu)解的問題，基于遺傳算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法等人工智能算法的無功優(yōu)化法主要存在收斂速度慢或難于收斂的問題。與此同時，配電網(wǎng)數(shù)據(jù)規(guī)模的日益增長，使得海量的歷史數(shù)據(jù)中蘊藏的信息更加豐富，可挖掘的有價值信息增加，因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)為配電網(wǎng)無功優(yōu)化技術(shù)指明了一個新的探索方向。

伴隨著大數(shù)據(jù)深入到人們生活的方方面面，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)成為科學技術(shù)發(fā)展的一個新的趨勢。大數(shù)據(jù)中所包含的信息往往來自于多元、異構(gòu)、相互獨立的數(shù)據(jù)源，并且數(shù)據(jù)之間存在著復雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系。數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展，使得原始數(shù)據(jù)無論從維數(shù)和規(guī)模上都有顯著地增長，此外，大數(shù)據(jù)的多元、異構(gòu)特性，以及復雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使數(shù)據(jù)處理和有效信息挖掘難度增加。大數(shù)據(jù)技術(shù)給人們帶來巨大挑戰(zhàn)的同時也帶來了巨大的機遇。無論在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都充斥著大數(shù)據(jù)的身影，大數(shù)據(jù)的浪潮已經(jīng)沖擊到人們生活的各個方面，人類已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在誕生之初，著重強調(diào)信息技術(shù)和通信技術(shù)，隨后被應用到包含大規(guī)模電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析等其他領(lǐng)域內(nèi)。隨著智能電網(wǎng)建設的普及，特別是電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和在線運行監(jiān)控系統(tǒng)的逐步提高和完善，電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)(尤其是配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù))呈現(xiàn)爆炸式的增長。此外，分布式電源、電動汽車、柔性負荷滲透率逐漸增加，配電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，結(jié)構(gòu)日趨復雜，使得配電網(wǎng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)高維性、強耦合性、高隨機性，直接給潮流計算和無功優(yōu)化帶來巨大的壓力。

因此，挖掘電力大數(shù)據(jù)的無功優(yōu)化潛力，優(yōu)化配電網(wǎng)無功資源運行是實現(xiàn)無功資源協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究和相應組件開發(fā)的必然要求。目前配電網(wǎng)的無功優(yōu)化主要依賴于變電站內(nèi)和饋線首端電容器組等無功補償設備，以及有載可調(diào)變壓器對全網(wǎng)的無功和電壓進行調(diào)節(jié)。

無功運行優(yōu)化是在電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定不變的基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)電能損耗(或費用)最小、各節(jié)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(shù)最少為目標函數(shù)的動態(tài)優(yōu)化，其本質(zhì)是一個大規(guī)模非線性的混合整數(shù)優(yōu)化問題。目前各種優(yōu)化算法已取得了許多成果，優(yōu)化算法主要分為傳統(tǒng)無功優(yōu)化方法和人工智能優(yōu)化方法兩類。

其中，傳統(tǒng)無功優(yōu)化方法存在很多問題：(1)依賴于精確的數(shù)學模型，但精確的數(shù)學模型比較復雜，難以適應實時控制的要求，而粗略的數(shù)學模型又存在較大的誤差。(2)對初始點要求比較嚴格，只有初始點離全局最優(yōu)解較勁時，才能達到真正的最優(yōu)，否則產(chǎn)生的只能是次優(yōu)解或者不可行解。(3)基于導數(shù)信息的無功優(yōu)化方法對目標函數(shù)和約束條件有一定的限制，如連續(xù)、可微等，必要時還要簡化近似處理。此外，人工智能優(yōu)化方法也存在著一些缺陷：(1)由于人工智能算法不依賴于對模型求導數(shù)，需要循環(huán)迭代，收斂速度慢，很難做到實時性。(2)算法迭代次數(shù)確定，收斂時間難以預測，收斂時間不穩(wěn)定。此外。無論是傳統(tǒng)的優(yōu)化方法還是人工智能方法，在解決大規(guī)模配電網(wǎng)無功優(yōu)化問題時，都面臨著“維數(shù)災難”問題。

因此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有無功優(yōu)化技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制序列確定方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于大數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)無功優(yōu)化控制序列確定方法，解決了配電網(wǎng)無功功率運行優(yōu)化問題。