[發明專利]一種大電網無功補償選址及容量優化方法及系統

有效

• 申請號: 201810145430.0
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108334990B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 熊浩清;易俊;張毅明;安軍;戴飛;陳軍;孫冉;張建立;姚峰;樊東峰;張鋒
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國網河南省電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/16
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明公開了一種大電網無功補償選址及容量優化方法及系統，包括：利用廣域監測系統WAMS統計的全年電網監測數據計算實測電網無功分析指標，并確定是否啟動年度無功優化總體規劃；確定啟動年度無功優化總體規劃，以電壓裕度最低時刻進行統計，確定電網電壓最薄弱的典型運行方式，并進行網絡潮流計算確定仿真數據庫；利用無功平衡分析方法確定無功補償選址；通過電壓無功靈敏度分析，計算初選的無功補償容量，并根據節點對應的發電機組的動態無功貯備量，對所述初選的無功補償容量進行修正，確定修正的無功補償容量；根據所述無功補償選址、修正的無功補償容量以及廣域監測系統WAMS統計的全年電網監測數據確定備選節點的無功補償容量。

技術領域

本發明涉及大電網無功補償自動選址技術領域，并且更具體地，涉及大電網無功補償選址及容量優化方法及系統。

背景技術

1961年，法國學者J.Carpentier最早提出了建立在嚴格數學基礎上的電力系統最優潮流(Optimal Power Flow，OPF)模型，雖然沒有形成無功優化的專門研究領域，但是這是現代無功優化的雛形。1968年，利用電力傳輸網絡的物理弱耦合性，學者將有功功率和無功功率解耦，最早提出了無功最優潮流，開始獨立研究無功優化問題。此后，無功優化問題愈來愈受學術、工程界重視。

1981年，Thompson等人采用整數分支定界方法進行變電站優化規劃。之后，又有專家采用基于牛頓拉夫遜潮流計算的“靈敏度分析法”進行無功進行優化計算。運籌學上的多種優化方法，幾乎都在無功優化計算上作了研究、嘗試和應用。其中比較經典的算法有：

梯度類算法、牛頓法、二次規劃法和線性規劃法。90年代人工智能的出現使無功優化有了一個很大的飛躍。現在的無功規劃方法大多都是使用人工智能算法，包括現代啟發式搜索算法、專家系統和人工神經元網絡等。尤其是現代啟發式算法，在電力系統無功優化問題方面的應用中取得了大量的研究成果，現代啟發式算法的優點在于其所具備的“魯棒性”對于無功優化問題提供了較為可靠的解。近年來，專家學者一直致力于算法的改進和完善工作中，以使這些人工智能算法在改善后更適用于求解此類問題，目前常用的有遺傳算法、禁忌搜索算法和粒子群算法等。

隨著調度控制技術支持系統快速發展，尤其是廣域向量測量系統(Wide AreaMeasurement System,WAMS)集成及向量測量單元(Phase Measure Uni t,PMU)的逐漸優化布置，為無功電壓安全穩定分析提供了有效的綜合技術手段。現有的無功規劃優化通常以系統的有功網損或綜合費用最小為目標函數，通過給定電壓范圍來滿足安全條件的約束，確定補償地點和補償容量，無法實現自動選址，增加了無功補償手工計算的工作量，同時由于仿真計算工具模型與實際負荷機理的偏差，使得無功規劃的效率與效果受到一定限制。

發明內容

本發明提出一種大電網無功補償選址及容量優化方法及系統，以解決如何對大電網無功補償選址及容量進行優化計算的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種大電網無功補償選址及容量優化方法，所述方法包括：

利用廣域監測系統WAMS統計的全年電網監測數據計算實測電網無功分析指標，并根據所述實測電網無功分析指標確定是否啟動年度無功優化總體規劃；

確定啟動年度無功優化總體規劃，根據廣域監測系統WAMS統計的全年電網監測數據以電壓裕度最低時刻進行統計，確定電網電壓最薄弱的典型運行方式，并進行網絡潮流計算確定仿真數據庫；

利用無功平衡分析方法確定無功補償選址；

通過電壓無功靈敏度分析，計算初選的無功補償容量，并根據節點對應的發電機組的動態無功貯備量，對所述初選的無功補償容量進行修正，確定修正的無功補償容量；

根據所述無功補償選址、修正的無功補償容量以及廣域監測系統WAMS統計的全年電網監測數據確定備選節點的無功補償容量。