[發明專利]基于內點法和變領域搜索的動態規劃法的二階段區域電網無功優化方法

在審

• 申請號: 202011299113.8
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112734590A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張杰;王恒鳳;劉生春;馬勇飛;王獻敏;冉垚;王華彪;王滄海;顏偉;鄭云耀;曾旭;黃宏宏;趙宇超;何艷嬌;朱愛珍
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04;G06Q10/06;H02J3/00;H02J3/50;G06F17/15;G06F17/12
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開基于內點法和變領域搜索的動態規劃法的二階段區域電網無功優化方法，步驟包括：1)建立區域電網動態無功優化模型M；2)利用內點法對區域電網動態無功優化模型M進行解算，得到連續最優解；3)利用變領域搜索動態規劃法對連續最優解進行解算，得到區域電網動態無功優化模型M的最優潮流。本發明通過采用基于內點法與變領域搜索動態規劃法的二階段方法能夠對區域電網動態無功優化問題高效求解，實現設備動作次數與網絡有功損耗的綜合最優。

技術領域

本發明涉及電力系統調度自動化領域，具體是基于內點法和變領域搜索的動態規劃法的二階段區域電網無功優化方法。

背景技術

隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步，地鐵、動車等沖擊負荷以及風電、光伏等分布式新能源直接接入區域電網已成為一種普遍現象，使得網絡有功無功潮流分布變化更加頻繁。由于區域電網中的無功補償電容器和有載調壓變壓器無法連續調節以動態跟蹤網絡潮流的頻繁變化，因此若設備控制不當，網絡中極有可能出現無功分布不均甚至電壓安全問題。區域電網動態無功優化是指負荷曲線和上級電網虛擬電源電壓曲線已知的情況下，對各時段無功補償設備和有載調壓變壓器的運行狀態進行合理規劃，達到提高電能質量、有效降低網絡損耗以及實現不同設備相互協調的目的。

然而由于時段內各控制設備運行狀態和網絡潮流狀態之間的耦合以及時段間設備動作次數的耦合，使得區域電網動態無功優化屬于大規模混合整數非線性優化問題，直接對該問題進行求解較為困難。因此，有必要研究一種新的區域電網動態無功優化方法，實現區域電網動態無功優化問題的高效求解。

發明內容

本發明的目的是提供基于內點法和變領域搜索的動態規劃法的二階段區域電網無功優化方法，包括以下步驟：

1)建立區域電網動態無功優化模型M。

區域電網動態無功優化模型M的目標函數如下所示：

minf＝α₁f₁+α₂f₂ (1)

式中，f₁表示歸一化處理后的網絡總有功損耗。f₂表示一個控制周期內離散設備動作成本。a₁和a₂為權重。

其中，網絡總有功損耗目標函數如下所示：

式中，f₁表示歸一化處理后的網絡總有功損耗。T為融合后的時段總數。ΔT_t為融合后第t個時段的時間長度。N_L為負荷節點集合。 P_S,t為t時段平衡節點即上級電網等值電源節點對該區域注入的有功功率。P_L,t,i為第i個負荷節點的負荷有功功率。P_loss,t為第t個時段損失的有功功率。

離散設備動作成本目標函數如下所示：

式中，f₂表示一個控制周期內離散設備動作總成本數。N_c和N_k分別表示無功補償點和有載調壓變壓器集合。m_T,k和m_c,a分別表示第 k臺變壓器和第a個無功補償點補償設備周期內動作總次數。ω_T,k和ω_c,a分別表示變壓器分接頭和補償電容器的動作成本系數。C(x,ω)表示計算函數。

區域電網動態無功優化模型M的約束條件包括功率平衡約束、控制變量不等式約束、狀態變量不等式約束和并聯變壓器檔位一致約束。

其中，功率平衡約束如下所示：