[發明專利]基于IPM-intPSO的兩階段動態無功優化方法

有效

• 申請號: 201911304761.5
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111130150B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 陳建華;王哲;閻帥;高小剛;秦亮
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司;武漢大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;G06Q10/04
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種基于IPM-intPSO的兩階段動態無功優化方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟S1，以網損最小為目標建立動態無功優化模型；

步驟S2，將一天作為整個時段，使用啟發搜索方法尋找網損變化最大的時刻，將以該時刻為分界將整個時段分為2段，將分界后的兩個時段再分別尋找網損變化最大的時刻，以此類推，將一天分為多個時間段，在每一個時段內基于IPM-intPSO進行無功優化；

步驟S3，在不改變離散變量動作次數情況對離散變量進行微調整，所述微調整是指離散變量約束不越界；其中，所述以網損最小為目標建立動態無功優化模型為：

目標函數：

其中，P_loss,t為系統在t時段的網絡損耗；T_n為時間分段數，設為T_n＝23；U_m為所有節點電壓幅值；Q_g為發電機無功功率；T_k為有載調壓變壓器分接頭檔位；Q_c為可投切電容器無功出力；

約束條件如下：

a.功率平衡方程：

b.狀態變量的不等約束：

U_limin,t≤U_li,t≤U_limax,t i∈N_D (4)

Q_gimin,t≤Q_i,t≤Q_gimax,t i∈N_G (5)

c.控制變量的不等約束：

U_gimin,t≤U_gi,t≤U_gimax,t i∈N_G (6)

Q_cimin,t≤Q_ci,t≤Q_cimax,t i∈N_C (7)

T_kimin,t≤T_ki,t≤T_kimax,t i∈N_T (8)

d.支路電流限值約束：

|I_ij|≤I_ij,max ij∈N_L (11)

其中，t＝0,1,…,T_n；P_i,t、Q_i,t、U_i,t分別為節點i的有功注入、無功注入及電壓幅值；U_j,t為節點j的電壓幅值；G_ij、B_ij、θ_ij,t、I_ij、I_ij,max分別為支路ij的電導、電納、相角、電流及電流限值；U_li,t為負荷節點i的電壓幅值；U_gi,t為發電機節點i的電壓幅值；N_B為系統節點集合；N_G為發電機節點集合；N_D為負荷節點集合；N_C為可投電容器集合；N_T為有載調壓變壓器集合；N_L為支路集合；Y_C,i為可投切電容器i一天內最大允許動作次數；Y_T,i為有載調壓變壓器i一天內最大允許動作次數；Q_ci,t為節點i處的可投切電容器在時段t的無功出力；T_ki,t為有載調壓變壓器i在t時段的分接頭檔位；C_i,t為可投切電容器i在t時段的投切組數；

所述將一天分為多個時間段的操作為：

啟發搜索是利用IPM-intPSO方法交替迭代確定最優分段數，將一天按小時初始劃分為24個時段，在各個分段內令離散變量保持不變，采用IPM方法對連續變量進行優化，尋找網損變化最大的時刻t₁，并以該時刻為分界時段，將整個時段分為2個時間段0—t₁和t₁+1—23，分別用靜態無功優化方法優化這2個時段的網損，得到連續變量的優化結果；將連續變量固定，對離散變量采用intPSO方法進行優化，如果離散變量約束不越界，則再次尋找兩分段后網損變化最大的時刻t₂，將這個時段分為3個子時段0—t₁、t₁+1—t₂和t₂+1—23，分別用靜態無功優化方法對這3個子時段進行優化，依此類推，直到離散變量約束越界，停止劃分，從而將一天分為多個時間段；

所述基于IPM-intPSO進行無功優化的操作為：將所建立的動態無功優化模型中的變量分為控制變量{U_m,T_k,Q_c}和狀態變量{U_l,Q_g,θ_m}，其中，U_m屬于連續變量，T_k和Q_c屬于離散變量，U_l、θ_m分別為負荷節點的電壓幅值及相角，將連續控制變量和連續狀態變量統一表示為x＝(U_m,θ_m,Q_g)，離散變量表示為y⁰＝(T_k,Q_c)，其中，y⁰由intPSO方法的優化結果給定；將動態無功優化模型的目標函數優化為f使網絡總網損最小，等式約束h為功率平衡方程式(2)、(3)，不等式約束為g控制變量的不等約束式(6)—(11)，優化變量約束為式(4)、(5)中的連續變量約束；最終得到標準的最優潮流OPF模型如式(12)所示，采用稀疏內點法求解；

其中，x_min、x_max分別為連續變量的最小值、最大值。