[發(fā)明專利]一種含分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710622809.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN107230978A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫淑琴;王翀;李永彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/18;H02J3/06;H02J3/38
• 代理公司: 沈陽銘揚(yáng)聯(lián)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)21241
• 代理人: 屈芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化領(lǐng)域，具體地來講為一種含分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來，電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一直以傳統(tǒng)的發(fā)電模式為主，即依靠一次能源。雖然這種模式可以保證大容量的用電需求，但由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和用戶生活質(zhì)量的提高，其缺陷也越來越明顯。比如：針對(duì)發(fā)生局部故障導(dǎo)致的停電現(xiàn)象，傳統(tǒng)模式無法快速修復(fù)以保證用戶的用電需求。傳統(tǒng)模式定型后就不能輕易改變，無法隨用戶需求的變化而動(dòng)態(tài)變化，造成資源的不必要浪費(fèi)。一次能源為主的傳統(tǒng)模式對(duì)環(huán)境的污染越發(fā)嚴(yán)重，而一次能源的儲(chǔ)量也在急速下降，使傳統(tǒng)模式處于瓶頸期等。由此可見，電力網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)已成為一種愈演愈熱的趨勢(shì)，而以清潔能源為主的分布式能源則成為并網(wǎng)的最佳選擇。

分布式能源是指安裝在用戶側(cè)的中小型發(fā)電裝置。其容量在幾兆瓦至幾十兆瓦不等。既可以孤立運(yùn)行，只為用戶提供電能；也可以接入電力網(wǎng)絡(luò)一起運(yùn)行，為整個(gè)系統(tǒng)提供電能。主要以近乎零污染的能源為主，憑借一定的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性和環(huán)保性等優(yōu)勢(shì)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)發(fā)電模式所出現(xiàn)的缺陷，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)和用戶之間的雙贏。為此，這是解決電力發(fā)展問題的最佳選擇。而在電力網(wǎng)絡(luò)加入分布式能源會(huì)對(duì)原有系統(tǒng)產(chǎn)生諸多無法忽視的影響。比如：改變?cè)心Ｊ降某绷鞣植迹构β省㈦妷杭熬W(wǎng)損等發(fā)生不可小覷的改變；而接入不同的容量及不同的補(bǔ)償點(diǎn)產(chǎn)生的影響也會(huì)千差萬別。為此，需要對(duì)加入分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無功優(yōu)化，使重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有更高的可靠性和合理性。因此，含分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)的無功優(yōu)化對(duì)于解決電力發(fā)展問題具有十分重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種含分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化方法，對(duì)加入分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無功優(yōu)化，使重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有更高的可靠性和合理性。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，

一種含分布式能源的電力網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化方法，該方法包括：

步驟1:以總無功優(yōu)化和總有功網(wǎng)損的加權(quán)值最小為目標(biāo)函數(shù)建立重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型；

步驟2:輸入電力網(wǎng)絡(luò)的原始數(shù)據(jù)；

步驟3:設(shè)置粒子群原始參數(shù)并初始各粒子的速度和位置；

步驟4:電力網(wǎng)絡(luò)通過牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流；

步驟5:計(jì)算粒子的適應(yīng)度值；

步驟6:更新個(gè)體極值和最優(yōu)極值；

步驟7:判斷終止條件，若沒有達(dá)到終止條件，則更新粒子位置和速度并返回步驟4；若滿足終止條件，則直接輸出重構(gòu)結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

其中，F(xiàn)是目標(biāo)函數(shù)值，lanbda是加權(quán)系數(shù)，R_i、P_i、Q_i和U_i分別是第i條支路的電阻、有功功率、無功功率和節(jié)點(diǎn)電壓；

功率約束條件：

P_min≤P_D≤P_max

Q_min≤Q_D≤Q_max

其中，P_D和Q_D為分布式能源的有功出力和無功出力，P_min和P_max為系統(tǒng)有功出力的最小值和最大值，Q_min和Q_max為系統(tǒng)無功出力的最小值和最大值；

節(jié)點(diǎn)電壓約束條件：

U_imin≤U_i≤U_imax,i＝1,2,…,n

其中，U_i、U_imax和U_imin分別為節(jié)點(diǎn)i的電壓值及電壓的上下限值。

進(jìn)一步地，所述節(jié)點(diǎn)選自PV節(jié)點(diǎn)作為風(fēng)電和光伏接入的節(jié)點(diǎn)類型。

進(jìn)一步地，所述步驟4:電力網(wǎng)絡(luò)通過牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流的步驟為：

(1):根據(jù)節(jié)點(diǎn)電流和節(jié)點(diǎn)電壓形成導(dǎo)納矩陣Y，設(shè)定各節(jié)點(diǎn)電壓的初值電壓相位δ⁽⁰⁾、幅值U⁽⁰⁾；

(2):將以上電壓初值代入功率誤差方程，求取誤差函數(shù)實(shí)部值ΔP_i⁽⁰⁾和誤差函數(shù)虛部值

(3):將電壓初值再代入修正方程式的矩陣形式，求解雅可比矩陣中的各個(gè)元素；