[发明专利]电网配电无功优化方法

说明书

技术领域

本专利涉及电网建设方法，具体涉及一种电网配电无功优化方法。

背景技术

配网无功优化一般通过定点投切无功补偿设备配网重构和配网无功优化作为配网优化运行的2项重要技术手段，其在保障电能质量、降低网络损耗等方面有着重要作用。配网重构通过改变网络开关的闭合来获得最佳优化目标值下的网络拓扑结以实现有功损耗最小化且保证较高的电压水平。实质上，配网重构是非线性组合优化问题，配网无功优化是非线性整数规划问题，二者的综合优化使得问题的求解更加复杂，针对此问题，现有技术采用先重构后补偿交替迭代的方法。也有分别以重构和无功优化为主进行优化，都采用了智能算法求解，相比交替迭代法，提高了计算精度，但这些现有技术并不是真正意义上同步进行重构与无功优化，综合优化的潜在价值没有得到充分研究与挖掘。同时，以上配网综合优化研究均以网损作为优化目标，并没有考虑无功补偿的经济性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术配网综合优化研究均以网损作为优化目标，并没有考虑无功补偿的经济性的问题，提供一种电网配电无功优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电网配电无功优化方法，以下步骤：

A，获取目标电网的基本参数；

B，读取电网配电无功补偿节点和配网重构支路；

C，确定目标电网的优化目标函数；

D，选择电网配电无功补偿节点采用混合蛙跳算法进行配网重构支路的最优选择并执行相应动作。

本发明综合无功优化与配网重构两项技术，建立以年综合费用最小为目标的配网综合优化模型，采用混合蛙跳算法求解，不仅能够进一步降低网损、提升节点电压，还充分考虑了无功补偿的经济性，使得配网综合优化更加符合经济性原则，即充分挖掘了综合优化的经济价值。

作为优选，在步骤C中，目标电网的优化目标函数为：

λ为电价；T_max为年最大负荷损耗小时数；k₁为补偿设备的年维护费用率；k₂为投资回收系数；Q_i为第i个节点的无功补偿量，C₁为无功补偿的价格；C₂为单个补偿点的安装费用，n为无功补偿点个数；

P_loss为网络的有功损耗，为每条线路有功损耗的总和，表达式为：

N_b表示支路数；R_k表示支路k的电阻；S_k表示支路闭合状态，1表示闭合，0表示打开；P_k表示支路k的有功功率；Q_k表示支路k的无功功率；V_k表示支路k的末端电压；

约束条件为：

V^min≤V_j≤V^max；0≤Q_i≤Q_i，max；

V^min表示配网正常运行时节点电压的上限；

V^max表示配网正常运行时节点电压的下限；

S^max表示线路k的最大载流量；

Q_i，max表示第i个补偿点补偿容量上限。

作为优选，蛙跳算法参数设置如下：对有功总负荷范围在3000kW至4000kW，无功总负荷范围在2000kvar至2500kvar的电网，蛙群大小设定为80，族群数为20，全局进化次数为50，局部进化次数为3；无功补偿量以系统总无功负荷的1.2倍作为无功补偿的上限，最小搜索步长由人工设定，λ＝0.5元/kW·h， T_max＝5000h，k₁＝0.13，k₂＝0.1，C₁＝60元/kvar，C₂＝5000元/节点。

作为优选，最小搜索步长为10kvar。

作为优选，选择电网中所有无功负荷最重的节点作为无功补偿点。

作为优选，在计算网络的有功损耗P_loss的时候设定若干支路为变化调节支路，若混合蛙跳算法进行配网重构支路的最优选择时无法满足约束条件，在变化调节支路中，将之前变化调节支路中的S_k值变更后重新进行混合蛙跳算法进行配网重构支路的最优选择；依次重复执行，直到混合蛙跳算法进行配网重构支路的最优选择时满足约束条件。