[发明专利]基于混合整数锥规划的智能配电网综合电压无功优化方法

说明书

一种基于混合整数锥规划的智能配电网综合电压无功优化方法，包括：输入配电系统的配电系统结构及参数；建立考虑多种调节手段的配电网综合电压无功控制问题的时序优化模型；将所建立的模型转化为混合整数二阶锥模型；将得到的混合整数二阶锥模型采用可解混合整数二阶锥规划的数学求解器进行求解；输出求解结果。本发明大大降低了求解难度，便于使用求解工具进行求解。使得复杂的混合整数非线性规划的问题求解得以实现，避免了繁琐的迭代和大量的测试，在计算速度上有较大地提升。

技术领域

本发明涉及一种配电网电压无功优化方法。特别是涉及一种基于混合整数锥规划的智能配电网综合电压无功优化方法。

背景技术

在智能配电网中，新能源和可再生能源的利用主要是通过分布式的方式广泛、高密度地接入配电网中，在满足电网能量需求的同时，因其运行特性受环境影响较大且具有明显的随机性和波动性，会给配电网带来诸多问题，其中电压越限问题尤为严重。而且分布式电源的出力与负荷往往呈现负相关性，导致配电网电压在一定范围内出现很大的波动。

配电网中电压水平与无功功率平衡密切相关，当系统中无功电源与无功负荷平衡关系被打破时，将会引起电压变化，严重时导致电压越限，影响系统的安全运行。合理调控无功电源是保证电压水平的重要措施，配电网电压无功优化是通过调节各种无功补偿设备和其它可以改变系统无功潮流的手段，确定未来一段时间内配电网设备的运行状态，从而保证整个系统运行的安全性、经济性及稳定性。传统的配电网无功优化策略主要包括静止无功补偿器(SVC)的无功补偿、电容器组的投切、有载调压变压器(OLTC)分接头的调整。在智能配电网中，分布式电源和储能装置作为连续无功源可以参与对配电网的无功电压控制，能够解决传统配电网无功调压手段调节速度慢、难以实现电压连续调节的问题，并能减少大容量无功补偿装置的投入。但当大量分布式电源接入系统时，分布式电源会使系统电压波动频繁，严重影响系统电能质量。智能软开关(Soft Normally Open Point，SNOP)装置是取代传统联络开关的一种新型智能配电装置，能够为配电网提供一定的电压无功支持，改善馈线电压水平，提高配电网对分布式电源的消纳能力。综合考虑以上各种配电网电压无功优化策略，提出一种配电网综合电压无功优化方法，在保障配电网电压运行在安全合理水平的同时，提高系统运行的经济性。

对于考虑多种调节手段的配电网综合电压无功控制问题，既有静止无功补偿器设定值、分布式电源和储能装置无功出力、智能软开关装置(SNOP)装置两端无功出力等连续变量，又有电容器组投切组数、变压器分接头档位等离散变量，其数学本质是大规模混合整数非线性规划问题。对于这类混合整数非线性数学优化问题，已经提出和发展了多种优化方法，主要包括：1)传统数学优化方法，其中包括解析法、原始对偶内点法等；2)启发式算法，其中包括遗传算法、粒子群算法等。传统数学优化方法虽然理论上可进行全局寻优，但在实际处理大规模混合整数问题时会存在“维数灾”问题，计算时间往往呈现爆炸式激增；启发式算法在时间复杂度方面要求有一个多项式时间界，计算速度较快，但只能得到局部最优解，无法保证解的全局最优性。所以传统数学优化方法、启发式算法对于求解这类问题上，速度或精度多不能同时满足要求。因此，需要一种准确、快速求解上述优化问题的模型与算法。

混合整数锥规划(Mixed Integer Conic Programming，MICP)方法是线性规划与非线性规划的推广，因凸锥所具有的优美的几何结构和特殊的处理方式，能够实现优化问题的快速收敛和准确求解，与其他常见算法相比，混合整数锥规划方法大大地减轻了繁重的计算压力，并且能够保证所得解的最优性，在计算速度和内存占用上都有较大的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够解决配电网电压波动问题的基于混合整数锥规划的智能配电网综合电压无功优化方法。

本发明所采用的技术方案是：基于混合整数锥规划的智能配电网综合电压无功优化方法，包括如下步骤：