[發(fā)明專利]計(jì)及燃?xì)鈾C(jī)組無功調(diào)節(jié)及熱電協(xié)調(diào)的多目標(biāo)電壓優(yōu)化方法

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107749628A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小菊;劉育明;李登峰;喻志成;文一宇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/16;H02J3/46
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 胡柯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓穩(wěn)定性分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種計(jì)及燃?xì)鈾C(jī)組無功調(diào)節(jié)及熱電協(xié)調(diào)的多目標(biāo)電壓優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行工況受采暖負(fù)荷約束較大，如果采暖負(fù)荷僅僅由熱電聯(lián)產(chǎn)的熱水出力承擔(dān)，確定了采暖負(fù)荷約束；那么剩余的節(jié)能調(diào)度只能針對發(fā)電出力進(jìn)行，不能影響熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的采暖出力；往往是通過引入多種熱泵分擔(dān)部分熱水采暖負(fù)荷的新方法，或者利用采暖熱水傳輸時間進(jìn)行；

電力系統(tǒng)的潮流極限即是其靜態(tài)電壓穩(wěn)定的極限點(diǎn)。所以，在基于潮流方程靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法中，一般把求取的系統(tǒng)潮流收斂的臨界點(diǎn)作為穩(wěn)定的極限點(diǎn)，而該臨界點(diǎn)的求取需要通過計(jì)算選定的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或區(qū)域的P-V(Q-V)曲線來確定。而通過常規(guī)潮流方程來繪制曲線的辦法一般是很費(fèi)時的。此外，對于一般的潮流方程來說，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷的增長接近臨界水平的時候，潮流結(jié)果就會出現(xiàn)不收斂的情況。此時，僅僅依靠常規(guī)潮流方程是無法繪制出完整的P-V或Q-V曲線。由于常規(guī)潮流方程在接近臨界點(diǎn)時存在著不收斂的問題，所以學(xué)者們從各種角度，提出了多種靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法。

因此，需要一種計(jì)及燃?xì)鈾C(jī)組無功調(diào)節(jié)及熱電協(xié)調(diào)的多目標(biāo)電壓優(yōu)化控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的就是提供一種計(jì)及燃?xì)鈾C(jī)組無功調(diào)節(jié)及熱電協(xié)調(diào)的多目標(biāo)電壓優(yōu)化方法，結(jié)合連續(xù)潮流方法，實(shí)現(xiàn)基于外網(wǎng)等值的區(qū)域電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法；通過引入FB函數(shù)(Fischer-Burmeister函數(shù))將不等式約束轉(zhuǎn)換為等式約束，構(gòu)造無約束優(yōu)化問題，避免了起作用不等式約束的識別問題，提高了算法的性能；通過算例對比仿真，驗(yàn)證了基于該多目標(biāo)優(yōu)化控制模型的靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析具有更好的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種計(jì)及燃?xì)鈾C(jī)組無功調(diào)節(jié)及熱電協(xié)調(diào)的多目標(biāo)電壓優(yōu)化方法，它包括有：所述方法步驟如下：

S1：根據(jù)電壓的穩(wěn)定性建立多目標(biāo)電壓優(yōu)化控制模型；

S2：采用外網(wǎng)靜態(tài)等值方法、連續(xù)潮流法和半光滑牛頓法對所述多目標(biāo)電壓優(yōu)化控制模型進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定的優(yōu)化分析。

進(jìn)一步，所述步驟S2中的外網(wǎng)靜態(tài)等值方法包括有：Ward型等值方法和戴維南等值方法。

進(jìn)一步，所述步驟S2中的連續(xù)潮流方法步驟如下：

S21：在直角坐標(biāo)系下建立常規(guī)潮流方程：

式中，P_Gi、Q_Gi為發(fā)電機(jī)出力；Q_ci為無功補(bǔ)償裝置注入功率；e_i、f_i為節(jié)點(diǎn)i的電壓實(shí)部和虛部；P_Li、Q_Li為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷；G_ij、B_ij為分別為線路電導(dǎo)和電納；N_B為系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)點(diǎn)數(shù)；N_pv為系統(tǒng)PV節(jié)點(diǎn)數(shù)目；

S22：以參數(shù)λ來表示系統(tǒng)機(jī)組和負(fù)荷的增長，則負(fù)荷增長型連續(xù)潮流方程為：

式中，N_B是等值系統(tǒng)中除平衡節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)全集，N_PV是等值系統(tǒng)中PV節(jié)點(diǎn)全集，S_Li是與節(jié)點(diǎn)i相連的線路支路集，S_Ti是與節(jié)點(diǎn)i相連的變壓器支路集；P_Gi和Q_Gi是節(jié)點(diǎn)i所接發(fā)電機(jī)注入有功和無功；P_Li和Q_Li是節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功和無功；Q_Ci是節(jié)點(diǎn)i處并聯(lián)無功補(bǔ)償設(shè)備的注入無功；λ是發(fā)電機(jī)有功出力和負(fù)荷功率的增長系數(shù)，即負(fù)荷參數(shù)；

由此可以看出，連續(xù)潮流方程類似于常規(guī)潮流方程，只是把負(fù)荷增加作為參數(shù)加進(jìn)方程中，隨著負(fù)荷的增加，相應(yīng)增加發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，重新形成新的潮流方程。

進(jìn)一步，采用連續(xù)方法對連續(xù)潮流方程求解，包括有：

S31：在連續(xù)潮流計(jì)算中需要為第k步的潮流計(jì)算，預(yù)測出一個合理的估計(jì)初值；

S32：對預(yù)測步完成后得到的潮流解的估計(jì)值進(jìn)行校正；

S33：利用系統(tǒng)負(fù)荷增長控制參數(shù)λ對校正后的方程進(jìn)行參數(shù)化；

S34：對參數(shù)化后的每次計(jì)算點(diǎn)進(jìn)行迭代求解。

進(jìn)一步，所述步驟S2中的半光滑牛頓法求解過程如下：

S41：優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)換，將帶不等式約束條件的非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)換為非線性規(guī)劃模型：

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