[发明专利]考虑经济成本及调控复杂度的变电站无功优化配置方法

说明书

本发明公开了考虑经济成本及调控复杂度的变电站无功优化配置方法，包括根据变电站年负荷变化曲线和变压器参数计算得出无功需求概率分布曲线；以调节档位单位成本最小、调节档位级数比最小、单组最大容量最小作为优化目标，建立变电站无功优化模型；采用线性加权求和法将多目标优化问题转化为单目标优化函数；通过改进遗传算法进行求解。本发明将调控复杂度作为变电站无功规划模型的优化目标，避免变电站运行时电容器组控制策略过于复杂、投切过于频繁；采用改进遗传算法求解最优无功配置方案，求解精度高、速度快。

技术领域

本发明属于配电网无功规划领域，具体涉及考虑经济成本及调控复杂度的变电站无功优化配置方法。

背景技术

配电网无功规划的目的是确定无功补偿设备的最优安装位置和容量，从而实现配电网的安全经济稳定运行。变电站无功配置是配电网无功规划的重要研究内容。在众多无功补偿设备中，电容器因其造价低、运行维护检修简单等优点被广泛应用。在无功规划中，首先需要确定补偿容量和补偿点，然后根据需要对电容器等补偿设备进行分组。

如果电容器配置不合理就会影响无功补偿设备技术与经济效益的发挥。比如，规划设计时补偿容量和分组不合理，可能造成电容器投入率不高或无法投入运行的情况，还可能引起无功补偿设备的频繁动作，提高运行成本；并可能使得对应母线电压、功率因数越限，影响配电网运行的安全性。配置电容器补偿容量及优化分组，不仅可以提高电能质量，还可以降低网损，提高电力系统运行经济性。

电容器分组包括等容量分组法和不等容量分组法两种。等分组法简单易行，但由于未精细地考虑负荷变化的特性，分组数较少时易出现投入一组过补偿，切去一组欠补偿的问题，这也正是电容器投入率不高的原因所在。不等分组法容量更精细，各组电容器有效组合能够更好地适应不同的负荷水平，提高投入率。但不等容量分组会使电容器组控制策略更为复杂，尤其是当各单组容量均不相同时，虽然能够提供更多的档位，但在电容器组投入运行时势必大大增加设备投切次数，容易造成设备损坏，减少设备寿命。与此同时，当前文献在电容器分组数方面，普遍直接选取2～4组进行无功配置，未提出确定电容器分组数的具体方案。除此之外，当前文献在利用电容器组对变电站进行无功配置时，通常只考虑投资时的经济成本，未考虑电容器组在运行过程中控制复杂度的问题，如中文期刊《电力建设》2014年第7期刊登的对比文件“基于改进最优覆盖法的智能变电站无功优化配置方法”公开的变电站无功优化配置方法仅考虑投资成本。

因此，在规划时将电容器分组复杂度考虑在内以避免运行时电容器组控制策略过于复杂、投切过于频繁，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的技术问题是现有的配电网无功规划的电容器补偿方法中，等分组法未精细地考虑负荷变化的特性，易出现过补偿或欠补偿，不等容量分组法控制策略复杂，大大增加设备投切次数，且现有电容器补偿的无功规划方法一方面未给出确定电容器分组数的具体方案，另一方面只考虑经济成本，没考虑调控复杂度。

本发明的目的是解决上述问题，提供考虑经济成本及调控复杂度的变电站无功优化配置方法，采用电容器组进行变电站无功优化配置时考虑调控复杂度，将调控复杂度最小作为变电站无功优化模型的优化目标，以避免运行时电容器组控制策略过于复杂、投切过于频繁。

本发明的技术方案是考虑经济成本及调控复杂度的变电站无功优化配置方法，包括以下步骤，

步骤1：根据变电站年负荷变化曲线和变压器参数计算得出无功需求概率分布曲线；

步骤2：将调节档位单位成本、调节档位级数比、单组最大容量联合作为调控复杂度，以调控复杂度作为优化目标，建立变电站无功优化模型；

步骤3：采用线性加权求和法将多目标优化问题转化为单目标优化函数；

步骤4：通过改进遗传算法进行求解；

步骤5：得到电容器单组容量及其对应组数，得出变电站无功配置方案。