[发明专利]地区电网无功优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能电网，更具体的说是涉及一种地区电网无功优化方法。

背景技术

在电网传输的功率包括两个部分：有功功率和无功功率。无功功率不能做有用功，却在电磁交换中不可或缺，同时会引起损耗。无功功率的不足和过剩，对电压质量和电能损耗均有着明显的影响。在我国现阶段电网中，电动机等感性非线性负荷[1]占据了相当大的比重，这些负荷需要吸收大量的无功功率。能源与负荷中心的分布不均匀，普遍出现了无功功率长距离传输的普遍现象。如果这些无功功率不能得到就地补偿，会引起电网中额外的功率损耗和线路两端较大的压降，造成电能质量下降，电能成本增加，影响电网运行的稳定性和经济性。我国电网调度运行中无功潮流分布不合理的问题长期存在，相应的无功电压优化控制方法不够完善，电网未能实现“分层平衡，就地补偿”的基本无功管理原则。在无功补偿装置方面，可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备很少，无法满足对电网无功的实时监测和控制要求。近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击[2]呈不断上升的趋势，无功电压调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式改变而波动很大，导致电网的电压合格率降低，线损增加。

有公告号为CN 104201691A的专利公开了一种无功优化控制方法，其特征在于，将地区电网中的各个厂站，及由若干个相邻厂站形成的组合，分别划分为相应的区域，对区域内的无功设备进行控制；

构建相应的模型，以母线电压满足限值，关口功率因数合格为约束条件，求取如下目标函数的最小值，使各区域内的每条支路的无功传输最小化，min∑(PR+QX)/U，其中，R为线路电阻，X为线路电抗，P为输送有功功率，Q为输送无功功率，U为母线电压，该专利通过设定一个目标函数，求解出该函数的最小值，利用这个最小值就可以使得各区域内的每条支路的无功传输最小化，但是该专利采用了传统的方法来建立目标函数，由其目标函数可以看出是一个不可微的函数，因而会使得整个求解最小值的计算过程较为复杂，容易出错，这样会导致后期利用最小值的过程中出现偏差，使得电网的无功传输达不到最小化，其优化方法是从网损最小、年运行费用最小、年支出费用最小的观点，求出最佳补偿容量的算法，所体现“分层平衡，就地补偿”原则还不够完善，容易出现无功缺少和无功过剩的问题，并且其整体网损费用还未达到最小。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种计算更为方便、不容易出现无功缺少和无功过剩问题以及整体网损费用最小的地区电网无功优化方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种地区电网无功优化方法，包括如下步骤：

步骤一，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；

步骤二，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化：

进行潮流计算约束，P_flow(x_i，u_i)＝0；

进行节点电压约束，U_imin≤U_i≤U_imax；

进行固定补偿容量约束，0≤u_ik＝u_0k；

进行监测点关口功率因素限制，λi_min≤λi≤λi_max；

其中，min v为电网的整体网损，k_e为能量损耗费用系数；为在负荷等级i下的有功网损；T_i为负荷等级i下持续的时间；n_t为负荷等级数；P_flow为有功功率；x_i为始端电压；u_i为末端电压；U_i为节点电压；U_imax和U_imin分别为节点电压U_i的最大值和最小值；u_ik为第i个电容点的补偿电压；u_0k为第一电容点的补偿电压；λ_i为监测点关口的功率因素；λimax和λimin分别为监测点关口功率因素的最大值和最小值；

步骤三，根据当地用电情况对用电的峰谷进行划分；

步骤四，根据步骤三所得出的具体峰谷情况来划分控制设备的使用优先级。