[发明专利]分布式输配协同无功优化的二次规划模型构建方法及系统

权利要求书

1.分布式输配协同无功优化的二次规划模型构建方法，其特征是，包括：

建立输电网无功优化模型及配电网无功优化模型；

将输电网无功优化模型及配电网无功优化模型的转化分为两部分，对目标函数的转化，以及约束条件的转化；

其中，将网损转化成关于调控量的二次函数，将节点电压幅值的不等式约束转化为关于调控量的不等式约束，建立节点电压即状态量的变化量关于调控量的线性关系式：

在直角坐标系下或极坐标下，针对输配电网不同的调控措施，基于泰勒级数将状态量即节点电压相量关于调控量的关系式展开，忽略高阶项，构建状态量与调控量之间的线性化映射关系，进而构建网损以及约束条件与调控量之间的直接表达式，最终输电网无功优化模型及配电网无功优化模型简化为含线性不等约束的二次规划数学模型；

所述输电网无功优化模型：对于一个有l条支路、n个节点的输电系统，第i条支路的首、末节点编号分别为j、k，j、k∈n，网损为输电网中各个支路的有功损耗之和，那么输电网优化模型可描述为如下的非线性规划问题：

式(1-1)中：为输电系统中节点j的电压相量；R_jk+jX_jk为线路i的线路阻抗，j、k分别为线路i的首末节点，下标T代表输电网，各个支路的累加有功损耗Ploss_(T)即为输电网总网损；下标min和max分别表示约束条件的上下限，其中列向量V_g为参与调控的发电机节点的机端电压幅值向量，约束条件中第一个约束表示参与调控的各发电机节点调节能力的上下限约束；V为除平衡节点外输电网全部节点的电压幅值向量，第二个约束表示输电网节点电压幅值的上下限约束，包括发电机端电压幅值以及PQ节点电压幅值的上下限约束。

2.如权利要求1所述的分布式输配协同无功优化的二次规划模型构建方法，其特征是，所述配电网无功优化模型，对于一个有l条支路、n个节点的配电系统，第i条支路首、末节点编号为j、k，配网的优化数学模型可表示为如下非线性规划问题：

式(1-2)中：

下标d表示配网系统；Ploss为电网的有功功率损耗，列向量ΔQ_c表示参与调控的补偿电容节点的无功补偿量，第一个约束表示补偿电容器设备无功出力的上下限约束；第二个约束为配网中除平衡节点外PQ节点电压幅值的上下限约束。

3.如权利要求1所述的分布式输配协同无功优化的二次规划模型构建方法，其特征是，输电网状态量的变化量关于调控量的线性表达式，具体为：

在输电网中，选取有电压调控能力的PV节点的端电压为调控量，状态量为除平衡节点外其余节点的电压相量；

在直角坐标系，对每一个PQ节点可以列写潮流方程，对每一个PV节点可以列写潮流方程；

将两组潮流方程按照泰勒级数展开，忽略高次方，得到修正方程，并表示成矩阵形式；

对于输电网，若调节发电机的端电压，PQ负荷的有功功率、无功功率以及PV节点的P均不变，根据修正方程获得所有节点的电压实部变化量关于调控量ΔV_PV的线性表达式。

4.如权利要求1所述的分布式输配协同无功优化的二次规划模型构建方法，其特征是，配电网状态量的变化量关于调控量的线性表达式，获得具体过程为：

对于有n个节点的配网系统，假定其中第1，2，……，m号节点为PQ节点，每个配网选择采用投切并联电容器进行无功补偿，当补偿节点的无功发生变化时，PV节点的电压和有功保持不变，除补偿节点外，其余PQ节点的有功无功均不变，而补偿节点的无功发生了变化；

根据各节点电压的实虚部变化量，获得系统所有节点的电压实部变化量关于调控量ΔQ_c的线性表达式。