[發明專利]一種基于最優無功補償的低電壓智能治理方法

有效

• 申請號: 202010214419.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111525547B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 楊金東;劉紅文;黃繼盛;石定中;羅玉珠;王駿;張磊
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司臨滄供電局
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/18
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明涉及一種基于最優無功補償的低電壓智能治理方法，屬于低電壓治理技術領域。本發明首先通過計算線路功率潮流和傳輸損耗，選擇無功優化指標，并采用動態PSO算法增強算法的全局尋優能力；其次在尋優至最優解后引入非平穩多階段賦值懲罰函數對離散變量進行歸整操作，即將一個有約束條件的最優潮流問題轉為一個無約束求極值問題；最后，利用最優無功指標實現低電壓治理的無功補償配置。本發明方法結合動態PSO算法和非平穩多階段賦值懲罰函數來進行潮流計算，快速精確分析低壓配電網無功分布，綜合優化目標，動態調整無功補償方案，并計算和分析補償結果，為低電壓有效治理提供必要的無功優化依據。

技術領域

本發明屬于低電壓治理技術領域，具體涉及一種基于最優無功補償的低電壓智能治理方法。

背景技術

隨著工業的快速發展及家用電器的不斷增加，居民用電量不斷上升，一些偏遠的配電網末端區域，低電壓問題頻繁出現，嚴重影響了人們的生活與生產。目前各種低電壓治理方法中，利用無功補償進行配電臺區低電壓治理是較合理和經濟的方法。無功補償指在電網中安裝并聯電容器或靜止無功補償器無功補償設備后，提供感性負載所消耗的無功功率，減少電源端向感性負荷提供的無功功率，減少無功功率在電網線路中的流動，降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗和電壓損耗，從而避免低電壓問題。

為了全面系統解決低電壓問題，需要對不同補償點的無功補償量進行全局考慮，整個系統的無功優化是典型的非線性優化問題，具有多約束、多變量、離散性特點，一般的優化方法求解時存在求解時間長、求解精度低、難以找到全局最優解問題。目前，以粒子群(PSO)算法為代表的群智能算法成為了求解無功優化這類復雜非線性優化問題的有效手段。然而，標準的粒子群優化算法一般不能兼顧計算速度和全局收斂能力，容易陷入到局部最優，這將導致在利用無功補償治理臺區低電壓的時候出現補償不及時、局部過補償、全區無功不經濟問題。

專利《一種基于前推回代算法的低電壓臺區智能治理方法》提出了一種基于前推回代算法的低電壓治理方法，可對低電壓臺區無功分別進行一定的優化，但需要針對輻射型配電網進行潮流計算，在計算中還需要對節點支路進行編號，計算過程相對復雜，且計算結果達不到全局優化，具有一定的局限性和單一性。文獻《自適應粒子群優化算法及其在無功優化中的應用》提出了一種基于粒子群智能算法的無功優化方法，可應用于低電壓治理中的無功優化過程，但該方法不能兼顧計算速度和全局收斂能力，且沒有具體的量化分析方法。因此，如何提供一種全局最優無功補償的低電壓治理方法，以及給出具體的量化分析方案是本發明亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種基于最優無功補償的低電壓智能治理方法，該方法結合動態PSO算法和非平穩多階段賦值懲罰函數來進行潮流計算，快速精確分析低壓配電網無功分布，綜合優化目標，動態調整無功補償方案，并計算和分析補償結果，為低電壓有效治理提供必要的無功優化依據。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于最優無功補償的低電壓智能治理方法，包括如下步驟：

步驟(1)，確定無功優化指標：選擇有功功率網絡損耗和系統平均電壓偏離標稱值作為無功優化指標；

步驟(2)，尋找最優無功指標：采用動態PSO算法尋找最優無功指標，設定算法原始參數，隨機初始化微粒種群，用C_i＝[C_c1,C_c2,...,C_cD]^T表示配電網中某位置的無功指標，式中D為維度搜索空間，C_i為第i個微粒位置值；

步驟(3)，確定最佳功率流和傳輸網絡損耗：針對動態PSO算法中的每一個微粒，運用有功-無功分解法計算最佳功率流和傳輸網絡損耗，得到評估值C_best；

步驟(4)，利用群體中的非平穩多階段懲罰函數對微粒動態尋優，將有約束條件的最優潮流問題轉為一個無約束求極值問題：