[发明专利]一种交直流电网分布式动态无功补偿优化方法及系统

说明书

本发明涉及一种交直流电网分布式动态无功补偿优化方法及系统。该方法包括：根据交直流电网数据、无功补偿预配置数据和电网分区结果，得到各区域的暂态电压数据；确定基于轨迹灵敏度的单区域电压稳定性优化指标、基于VIF的抑制换相失败优化指标和FACTS装置经济性指标；确定单区域优化指标；根据电网分区结果，得到各区域边界优化指标；根据单区域优化指标和各区域边界优化指标，确定交直流电网多区域分布式优化指标；根据交直流电网多区域分布式优化指标通过PBFT共识机制，确定各区域优化指标值；根据各区域优化指标值，确定交直流电网分布式动态无功补偿优化配置方案。本发明能够解决动态无功补偿优化等非线性混合整数优化问题。

技术领域

本发明涉及动态无功补偿优化领域，特别是涉及一种交直流电网分布式动态无功补偿优化方法及系统。

背景技术

近年来，直流输电在远距离大容量输电方面得到广泛应用，在我国广东、华东地区均已有多条直流输电线路馈入。随着高压直流输电工程的不断投运，多直流馈入的受端电网无功支撑能力明显降低，当受端交流电网发生严重故障时，直流逆变侧交流母线电压跌落明显，极易导致直流线路的换相失败问题，合理配置无功补偿装置是提高受端交流电网无功支撑能力进而抵御直流线路换相失败的重要措施，如何合理的进行无功装置配置对交直流系统具有重要意义。

目前国内外学者针对动态无功补偿装置的优化配置做了很多相关研究，从优化方法的角度可以分为两大类：一类属于启发式搜索算法，例如烟花算法、粒子群算法和遗传算法等；另一类基于最优化理论，包括线性规划、非线性规划、二次规划和拉格朗日松弛法。第一类方法不受优化问题非凸以及函数非光滑的影响，因此在动态无功补偿优化领域使用极为广泛。第二类方法鲁棒性强，在凸优化问题上能够保证算法的收敛，但是在处理非光滑函数时很难有较好的表现，因此在求解非线性的混合整数优化模型上较为乏力，多数用于经济调度以及最优潮流求解等领域。

不论是第一类算法还是第二类算法，均属于集中式的优化方法，随着电力系统的规模不断扩大，集中式优化方法的不足逐步显现：计算结果易于出现高度集中化的动态无功补偿方案，对系统各区域电压稳定性提升效果不均匀；数据处理中心需要集中处理海量数据，优化难度高，且数据处理中心需要收集所有区域的内部信息、仿真数据，很难确保区域电网间的数据隐私性以及安全性。因此，分布式优化方法逐步被应用于电力系统优化领域。分布式优化采用并行计算的方法，能够较好的解决优化过程中集中处理海量数据的问题，并有效减少计算量，同时能够有效提升各区域的补偿效果，解决补偿不均匀的问题。

目前常用的分布式优化算法包括交替方向乘子法(ADMM)、辅助原理法(APP)等。ADMM算法属于增广拉格朗日法的延伸，即在拉格朗日的基础上添加新的惩罚项；APP则是在交替方向乘子法的基础之上，利用辅助函数对二次惩罚项进行线性化处理。目前常用的分布式算法均属于数学规划理论，对于连续函数具有较好的鲁棒性，在微电网优化运行、电网动态调度等领域被广泛应用，但是处理动态无功补偿优化等非线性混合整数优化问题非常乏力。

发明内容

本发明的目的是提供一种交直流电网分布式动态无功补偿优化方法及系统，能够解决动态无功补偿优化等非线性混合整数优化问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种交直流电网分布式动态无功补偿优化方法包括：

获取交直流电网数据和无功补偿预配置数据；

根据所述交直流电网数据进行电气距离处理和聚类处理，得到电网分区结果；

根据所述交直流电网数据、所述无功补偿预配置数据和所述电网分区结果，得到各区域的暂态电压数据；

根据各所述区域的暂态电压数据和所述无功补偿预配置数据，确定基于轨迹灵敏度的单区域电压稳定性优化指标、基于VIF的抑制换相失败优化指标和FACTS装置经济性指标；