地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種智能電網(wǎng)，更具體的說是設(shè)及一種地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電網(wǎng)傳輸?shù)墓β拾▋蓚€(gè)部分；有功功率和無功功率。無功功率不能做有用功， 卻在電磁交換中不可或缺，同時(shí)會(huì)引起損耗。無功功率的不足和過剩，對(duì)電壓質(zhì)量和電能損 耗均有著明顯的影響。在我國現(xiàn)階段電網(wǎng)中，電動(dòng)機(jī)等感性非線性負(fù)荷[1]占據(jù)了相當(dāng)大 的比重，該些負(fù)荷需要吸收大量的無功功率。能源與負(fù)荷中屯、的分布不均勻，普遍出現(xiàn)了無 功功率長距離傳輸?shù)钠毡楝F(xiàn)象。如果該些無功功率不能得到就地補(bǔ)償，會(huì)引起電網(wǎng)中額外 的功率損耗和線路兩端較大的壓降，造成電能質(zhì)量下降，電能成本增加，影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn) 定性和經(jīng)濟(jì)性。我國電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中無功潮流分布不合理的問題長期存在，相應(yīng)的無功電 壓優(yōu)化控制方法不夠完善，電網(wǎng)未能實(shí)現(xiàn)"分層平衡，就地補(bǔ)償"的基本無功管理原則。在 無功補(bǔ)償裝置方面，可調(diào)節(jié)的無功容量不足，快速響應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備很少，無法滿足對(duì)電 網(wǎng)無功的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制要求。近年來，隨著大功率非線性負(fù)荷的不斷增加，電網(wǎng)的無功沖 擊[2]呈不斷上升的趨勢，無功電壓調(diào)節(jié)手段的缺乏使得母線電壓隨運(yùn)行方式改變而波動(dòng) 很大，導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓合格率降低，線損增加。
[0003] 有公告號(hào)為CN104201691A的專利公開了一種無功優(yōu)化控制方法，其特征在于， 將地區(qū)電網(wǎng)中的各個(gè)廠站，及由若干個(gè)相鄰廠站形成的組合，分別劃分為相應(yīng)的區(qū)域，對(duì)區(qū) 域內(nèi)的無功設(shè)備進(jìn)行控制；
[0004] 構(gòu)建相應(yīng)的模型，W母線電壓滿足限值，關(guān)口功率因數(shù)合格為約束條件，求取如下 目標(biāo)函數(shù)的最小值，使各區(qū)域內(nèi)的每條支路的無功傳輸最小化，minE(PR+Q幻/U，其中，R 為線路電阻，X為線路電抗，P為輸送有功功率，Q為輸送無功功率，U為母線電壓，該專利通 過設(shè)定一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，求解出該函數(shù)的最小值，利用該個(gè)最小值就可W使得各區(qū)域內(nèi)的每 條支路的無功傳輸最小化，但是該專利采用了傳統(tǒng)的方法來建立目標(biāo)函數(shù)，由其目標(biāo)函數(shù) 可W看出是一個(gè)不可微的函數(shù)，因而會(huì)使得整個(gè)求解最小值的計(jì)算過程較為復(fù)雜，容易出 錯(cuò)，該樣會(huì)導(dǎo)致后期利用最小值的過程中出現(xiàn)偏差，使得電網(wǎng)的無功傳輸達(dá)不到最小化，其 優(yōu)化方法是從網(wǎng)損最小、年運(yùn)行費(fèi)用最小、年支出費(fèi)用最小的觀點(diǎn)，求出最佳補(bǔ)償容量的算 法，所體現(xiàn)"分層平衡，就地補(bǔ)償"原則還不夠完善，容易出現(xiàn)無功缺少和無功過剩的問題， 并且其整體網(wǎng)損費(fèi)用還未達(dá)到最小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算更為方便、不容易出 現(xiàn)無功缺少和無功過剩問題W及整體網(wǎng)損費(fèi)用最小的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案；一種地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特 征在于；包括如下步驟：
[0007] 步驟一，將各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)及發(fā)電站進(jìn)行分層和分區(qū)；
[000引步驟二，利用改進(jìn)遺傳算法得出如下目標(biāo)函數(shù)，并同時(shí)利用該算法求出該目標(biāo)函 數(shù)的解，使得電網(wǎng)的整體網(wǎng)損最小化：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟一（1)，將各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)及發(fā)電站進(jìn)行分層和分區(qū)； 步驟二（2)，利用改進(jìn)遺傳算法得出如下目標(biāo)函數(shù)，并同時(shí)利用該算法求出該目標(biāo)函數(shù) 的解，使得電網(wǎng)的整體網(wǎng)損最小化：
進(jìn)行潮流計(jì)算約束，Pflw (Xi，Ui) = O ; 進(jìn)行節(jié)點(diǎn)電壓約束，Ui min< U U i max; 進(jìn)行固定補(bǔ)償容量約束，〇 < uik= u W 進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)關(guān)口功率因素限制，Aimin彡彡Aimax; 其中，min V為電網(wǎng)的整體網(wǎng)損，為能量損耗費(fèi)用系數(shù)；(七)為在負(fù)荷等級(jí)i下的 有功網(wǎng)損；Ti為負(fù)荷等級(jí)i下持續(xù)的時(shí)間；u ^為一組無功補(bǔ)償裝置的最大可安裝容量矢量； nt為負(fù)荷等級(jí)數(shù)；Pf low為有功功率；Xi為始端電壓；Ui為末端電壓；Ui為節(jié)點(diǎn)電壓；Uimax 和Uimin分別為節(jié)點(diǎn)電壓Ui的最大值和最小值；Uik為第i個(gè)電容點(diǎn)的補(bǔ)償電壓；UOk為第 一電容點(diǎn)的補(bǔ)償電壓；λ i為監(jiān)測點(diǎn)關(guān)口的功率因素；λ i max和λ i min分別為監(jiān)測點(diǎn)關(guān) 口功率因素的最大值和最小值； 步驟三（3)，根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娗闆r對(duì)用電的峰谷進(jìn)行劃分； 步驟四（4)，根據(jù)步驟三（3)所的得出的具體峰谷情況來劃分控制設(shè)備的使用優(yōu)先級(jí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟二（2)中又 包括改進(jìn)遺傳算法初始參數(shù)設(shè)置步驟，該步驟包括： (1) 改進(jìn)遺傳算法迭代計(jì)算參數(shù)設(shè)置： 交叉概率：〇. 92 ; 變異概率：〇. 07 ; 最大進(jìn)化代數(shù)：10 ; 注入無功放大倍數(shù)：1. 2 ; (2) 平衡節(jié)點(diǎn)的選取和迭代基本設(shè)置： 根據(jù)電網(wǎng)的分區(qū)負(fù)荷情況，選取適當(dāng)電廠為區(qū)域內(nèi)的平衡節(jié)點(diǎn)； (3) 其它設(shè)置： 補(bǔ)償設(shè)備單位容量：〇. lMvar。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟三（3)中的 峰谷劃分為：早高峰時(shí)段、晚高峰時(shí)段和低谷時(shí)段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟三（3)中的 早高峰時(shí)段、晚高峰時(shí)段和低谷時(shí)段又可以劃分為：早高峰爬坡段、早高峰下坡段、晚高峰 爬坡段、晚高峰下坡段、低谷爬坡段、低谷下坡段； 其中爬坡段與下坡段的時(shí)間間隔為10-30分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，其特征在于：所述步驟四（4)中的 根據(jù)步驟三（3)峰谷劃分所獲得的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為： 早高峰爬坡段：電抗器、電容器，發(fā)電機(jī)； 早高峰下坡段：電抗器、電容器，發(fā)電機(jī)（不進(jìn)相）； 晚高峰爬坡段：電抗器、電容器，發(fā)電機(jī)； 晚高峰下坡段：電抗器、電容器，發(fā)電機(jī)（不進(jìn)相）； 低谷下坡段：變壓器、電抗器、電容器、發(fā)電機(jī)； 低谷爬坡段：變壓器、電抗器、電容器、發(fā)電機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，包括如下步驟：步驟一，將各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)及發(fā)電站進(jìn)行分層和分區(qū)；步驟二，利用改進(jìn)遺傳算法得出如下目標(biāo)函數(shù)，并同時(shí)利用該算法求出該目標(biāo)函數(shù)的解，使得電網(wǎng)的整體網(wǎng)損最小化；步驟三，根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娗闆r對(duì)用電的峰谷進(jìn)行劃分；步驟四，根據(jù)步驟三所的得出的具體峰谷情況來劃分控制設(shè)備的使用優(yōu)先級(jí)。本發(fā)明的地區(qū)電網(wǎng)無功優(yōu)化方法，通過采用改進(jìn)遺傳算法獲得目標(biāo)函數(shù)并且求得最小值，就可以有效的使得電網(wǎng)的整體網(wǎng)損最小化，而且計(jì)算簡單，同時(shí)通過峰谷劃分及控制設(shè)備優(yōu)先級(jí)的限定，就可以更加有效的避免出現(xiàn)電網(wǎng)中無功缺少或者是過剩的情況。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號(hào)】CN104836242
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510267716
【發(fā)明人】趙璞, 高策, 周英慶, 林楓, 陳哲, 王文香, 朱海立, 張清周, 林明潮, 杜王毅
【申請(qǐng)人】溫州電力設(shè)計(jì)有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日