基于局部樹的配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種配電網(wǎng)補償計算方法，特別的，設(shè)及一種基于局部樹的配電網(wǎng)中 壓電容器并聯(lián)補償計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)向負荷不僅提供有關(guān)功率，還提供無功功率。一方面，無功功率的多少直接 影響配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，電壓損耗與供電線路的無功功率數(shù)值大小直接相關(guān)；另一方面，現(xiàn) 有配網(wǎng)規(guī)模較大，配電網(wǎng)所有的負荷的無功功率都經(jīng)過遠端的發(fā)電機傳輸，勢必造成支路 電流增加，從而增加理論線損，降低經(jīng)濟效益；最后，在線路傳輸容量一定的條件下，傳輸無 功必降低線路有功的傳輸，增加電網(wǎng)的改造投資資金。配電網(wǎng)無功進行就地補償可有效解 決W上問題，因此研究配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償具有重大的現(xiàn)實意義。
[0003] 目前，配網(wǎng)電容器并聯(lián)補償?shù)牧Ｗ尤簝?yōu)化算法步驟如下：
[0004] 1)讀入原始數(shù)據(jù)，配電網(wǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)，負荷數(shù)據(jù)；并設(shè)置粒子群算法參數(shù)，種群規(guī) 模，慣性權(quán)重范圍，加速系數(shù)和速度取值范圍等； 陽〇化]2)初始化補償節(jié)點和容量，迭代次數(shù)等于1，給出每個粒子的速度；
[0006] 3)最大負荷下潮流計算，決定是否新增補償節(jié)點，計算適應(yīng)值； 陽007] 4)在約束范圍內(nèi)，更新粒子速度和位置；
[0008] 5)更新粒子局部和全局最優(yōu)位置；
[0009] 6)達到最大迭代次數(shù)，輸出優(yōu)化結(jié)果。
[0010] 但是，該技術(shù)的問題是：由于粒子群算法對于離散化問題處理不佳，而配電網(wǎng)無功 補償又是確定補償點和補償組數(shù)，是一個雙層離散化優(yōu)化問題，很容易落入局部最優(yōu)解，尤 其是配電網(wǎng)規(guī)模很大的時候，很難達到最優(yōu)的補償效果。
[0011] 因此，如何能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種有效的配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償?shù)?點和補償容量的計算方法，成為現(xiàn)有技術(shù)亟需解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種基于局部樹理論的配電網(wǎng)電 容器并聯(lián)補償計算方法。
[0013] 為達此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0014] 一種基于局部樹的配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償計算方法，包括如下步驟：
[0015] 步驟SI.獲取配電網(wǎng)信息步驟：獲取配網(wǎng)各配變量測數(shù)據(jù)情況，即獲取負荷年最 大有功、無功負荷，獲取實際配網(wǎng)運行的設(shè)備和元件的拓撲數(shù)據(jù)表和拓撲關(guān)系表，獲得配電 網(wǎng)無功補償相關(guān)信息；
[0016] 步驟S2.并聯(lián)電容器初始補償方案計算步驟：將整個配電網(wǎng)視為一個局部樹，假 定只有一個待補償點，W效益投資比最大為目標(biāo)函數(shù)，利用逐步增加法計算每個節(jié)點作為 待補償點后的效益投資比，效益投資比最大的節(jié)點作為補償點，并將對應(yīng)的效益投資比作 為整個配電網(wǎng)的最大效益投資比，同時記錄補償點的編號和補償容量；
[0017] 步驟S3.局部樹是否再次劃分步驟：對于現(xiàn)有的局部樹，若其無功負荷小于待補 償電容器的單組容量，該局部樹不再劃分，也不設(shè)置補償點；若局部樹僅有兩個節(jié)點，則該 局部樹也再不劃分；若所有局部樹不再需要劃分，轉(zhuǎn)向步驟S9 ;否則，若有局部樹可W再次 劃分，轉(zhuǎn)向步驟S4 ;
[0018] 步驟S4.局部樹劃分步驟：對相應(yīng)的局部樹進行再次劃分，對于待補償?shù)臒o功負 荷最大的局部樹，取一個度大于2且最大的節(jié)點從其連接的各個支路開始，利用深度優(yōu)先 捜索算法，獲得與度數(shù)相同個數(shù)的局部樹個數(shù)，若多個節(jié)點滿足W上條件，隨機選取一個節(jié) 點，所述度即節(jié)點所連接的支路數(shù)；
[0019] 步驟S5.各局部樹分別確定補償點步驟：對于劃分出來的局部樹，在指定只有一 個補償節(jié)點的條件下，循環(huán)計算各節(jié)點的效益投資比及效益投資比最大條件下的補償容 量，進而確定一個最優(yōu)補償節(jié)點；若某棵局部樹的效益投資比小于1，則該局部樹不設(shè)置補 償點；當(dāng)每棵局部樹都確定補償點后及補償容量后，若有一棵局部樹效益投資比大于1，計 算配網(wǎng)的當(dāng)前效益投資比；
[0020] 步驟S6.局部樹是否再優(yōu)化步驟：判斷所有局部樹效益投資比是否都小于1，如果 是轉(zhuǎn)向步驟S9,否則轉(zhuǎn)向步驟S7,對于補償點進一步優(yōu)化計算；
[0021] 步驟S7.補償點進一步優(yōu)化計算步驟：選取一棵局部樹的補償節(jié)點分別向上游或 者下游移動一個節(jié)點，此時其它局部樹的補償點不動，利用粒子群優(yōu)化算法計算該補償點 分別向上游或下游移動后的效益投資比；重復(fù)W上選取計算過程，當(dāng)現(xiàn)有的所有局部樹都 被選取一次后，在運些效益投資比中，選取一個最大的效益投資比的值，該最大的效益投資 比的值對應(yīng)某棵局部樹向上游或下游移動一個節(jié)點，若該最大的值大于當(dāng)前效益投資比， 則將該最大的值對應(yīng)的某棵局部樹的補償點實際向上游或下游移動一個位置，并將該最大 的值賦值給當(dāng)前效益投資比；重復(fù)W上過程，直到當(dāng)前效益投資比不再增大為止；
[0022] 步驟S8.效益投資比比較步驟：當(dāng)前效益投資比是否大于已有的最大效益投資 比，若大于將該值賦值給最大效益投資比，轉(zhuǎn)向步驟S3,；否則轉(zhuǎn)向步驟S8 ;
[0023] 步驟S9.補償方案結(jié)果輸出步驟：輸出最大效益投資比條件下的各補償節(jié)點編號 和它們的補償容量。
[0024] 優(yōu)選地，所述配電網(wǎng)無功補償相關(guān)信息包括補償年限、電價、貼現(xiàn)率，獲取待補償 電容器單組容量及價格。
[0025] 優(yōu)選地，在步驟S2并聯(lián)電容器并聯(lián)補償方案計算步驟中，所述的逐步增加法是 指，對待補償點逐步增加單位補償容量，計算其效益投資比，直到效益投資比不再增大為 止。
[00%] 優(yōu)選地，在步驟S2和S6中，單個局部樹的無功補償采用非線性規(guī)劃的內(nèi)點法或基 于靈敏度的優(yōu)化方法。
[0027] 優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝淮芜\行步驟S4時，所述待補償?shù)臒o功負荷最大的局部樹為整個配 電網(wǎng)。
[0028] 本發(fā)明能夠提供福射狀配電網(wǎng)的電容器并聯(lián)補償?shù)攸c和補償容量，更加有效的降 低配電網(wǎng)運行過程中的線損率，改善配網(wǎng)運行的電壓分布，達到提高配網(wǎng)運行經(jīng)濟效益和 供電可靠性的作用，具有很高的實用價值。
【附圖說明】
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于局部樹的配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償計算方法 的流程圖；
[0030] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的配電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點信息圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？蒞理解的是，此處所描 述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。 陽0巧實施例1
[0033] 參見圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明具體實施例的基于局部樹的配電網(wǎng)電容器并聯(lián)補償 計算方法的流程圖：
[0034] 步驟SI.獲取配電網(wǎng)信息步驟：獲取配網(wǎng)各配變量測數(shù)據(jù)情況，即獲取負荷年最 大有功、無功負荷，獲取實際配網(wǎng)運行的設(shè)備和元件的拓撲數(shù)據(jù)表和拓撲關(guān)系表，獲得配電 網(wǎng)無功補償相關(guān)信息；
[0035] 優(yōu)選地，所述配電網(wǎng)無功補償相關(guān)信息包括補償年限、電價、貼現(xiàn)率，獲取待補償 電容器單組容量及價格；
[0036] 步驟S2.并聯(lián)電容器初始補償方案計算步驟：將整個配電網(wǎng)視為一個局部樹，假 定只有一個待補償點，W效益投資比最大為目標(biāo)函數(shù)，利用逐步增加法計算每個節(jié)點作為 待補償點后的效益投資比，效益投資比最大的節(jié)點作為補償點，并將對應(yīng)的效益投資比作 為整個配電網(wǎng)的最大效益投資比，同時記錄補償點的編號和補償容量；
[0037] 步驟S3.局部樹是否再次劃分步驟：對于現(xiàn)有的局部樹，若其無功負荷小于待補 償電容器的單組容量，該局部樹不再劃分，也不設(shè)置補償點；若局部樹僅有兩個節(jié)點，則該 局部樹也再不劃分；若所有局部樹不再需要劃分，轉(zhuǎn)向步驟S9 ;否則，若有局部樹可W再次 劃分，轉(zhuǎn)向步驟S4;
[0038] 步驟S4.局部樹劃分步驟：對相應(yīng)的局部樹進行再次劃分，對于待補償?shù)臒o功負 荷最大的局部樹，取一個度大于2且最大的節(jié)點從其連接的各個支路開始，利用深度優(yōu)先 捜索算法，獲得與度數(shù)相同個數(shù)的局部樹個數(shù)，若多個節(jié)點滿足W上條件，隨機選取一個節(jié) 點，所述度即節(jié)點所連接的支路數(shù)；
[0039] 特別的，在步驟S4中，所述待補償?shù)臒o功負荷最大的局部樹有可能為整個配電 網(wǎng)，該情況在第一次運行步驟S4的時候出現(xiàn)。
[0040] 步驟S5.各局部樹分別確定補償點步驟：對于劃分出來的局部樹，在指定只有一 個補償節(jié)點的條件下，循環(huán)計算各節(jié)點的效益投資比及效益投資比最大條件下的補償容 量，進而確定一個最優(yōu)補償節(jié)點；若某棵局部樹的效益投資比小于1，則該局部樹不設(shè)置 補償點；當(dāng)每棵局部樹都確定補償點后及補償容量后，若有一棵局部樹效益投資比大于1， 計算配網(wǎng)的當(dāng)前效益投資比，即只要設(shè)置了最優(yōu)補償節(jié)點，即可計算配網(wǎng)的當(dāng)前效益投資 比；
[0041] 步驟S6.局部樹是否再優(yōu)化步驟：判斷所有局部樹效益投資比是否都小于1，如果 是轉(zhuǎn)向步驟S9,否則轉(zhuǎn)向步驟S7,對于補償點進一步優(yōu)化計算；
[0042] 步驟S7.補償點進一步優(yōu)化計算步驟：選取一棵局部樹的補償節(jié)點分別向上游或 者下游移動一個節(jié)點，此時其它局部樹的補償點不動，利用粒子群優(yōu)化算法計算該補償點 分別向上游或下游移動后的效益投資比；重復(fù)W上選取計算過程，當(dāng)現(xiàn)有的所有局部樹都 被選取一次后，因為每棵局部樹計算向上游和向下游的兩個效益投資比，運樣效益投資比 的個數(shù)為局部樹個數(shù)乘W2,在運些效益投資比中，選取一個最大的效益投資比的值，該最 大的效益投資比的值對應(yīng)某棵局部樹向上游或下游移動一個節(jié)點，若該值大于當(dāng)前效益投 資比，則將該值對應(yīng)的某棵局部樹的補償點實際向上游或下游移動一個位置，并將該值賦 值給當(dāng)前效益投資比；重復(fù)W上過程，直到當(dāng)前效益投資比不再增大為止，即通過分別向上 游或者下游移動一個位置，循環(huán)計算，獲取投資效益比最大的補償點。
[0043] 步驟S8.效益投資比比較步驟：當(dāng)前效益投資比是否大于已有的最大效益投資 比，若大于將該值賦值給最大效益投資比，轉(zhuǎn)向步驟S3,；否則轉(zhuǎn)向步驟S8 ;
[0044] 步驟S9.補償方案結(jié)果輸出步驟：輸出最大效益投資比條件下的各補償節(jié)點編號 和它們的補償容量。
[0045] 優(yōu)選地，在步驟S2并聯(lián)電容器并聯(lián)補償方案計算步驟中，所述的逐步增加法是 指，對待補償點逐步增加單位補償容量（1千乏），計算其效益投資比，直到效益投資比不再 增大為止。
[0046] 進一步優(yōu)選地，在步驟S2和S6中，單個局部樹的無功補償采用非線性規(guī)劃的內(nèi)點 法或基于靈敏度的優(yōu)化方法。 W47] 實施例2 : W48