[发明专利]基于头脑风暴算法的配电网电压优化方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于头脑风暴算法的配电网电压优化方法及其系统，根据农村低压配电网拓扑结构和负荷端电压计算，确定相应的调压措施；综合考虑配网电压水平、网损和经济效益，构建目标函数、潮流约束和电压约束，得到电压优化模型，在保证电压质量的前提下，减小配网的网损，压缩投资成本，实现综合经济效益的最大化；采用头脑风暴算法来求解电压优化模型，并使用前推回代潮流计算方法计算每次头脑风暴算法迭代所需的电压和网损；输出调压措施的最优组合方案，完成配电网电压优化。本发明在提升农网电压质量的同时，有效降低了网损，实现了投资回报效益的最大化，对于农村电网的电网规划和改造具有较高的指导价值。

技术领域

本发明涉及农村配电网调压技术，具体涉及一种基于头脑风暴算法的配电网电压优化方法及其系统。

背景技术

近年来，乡镇工业和农村经济社会快速发展，中小企业开始大规模的转移到农村地区，同时，农村居民的生活质量日益提高，随着国家强农、惠农及“家电下乡”等政策的影响，农村地区用电负荷快速增长，负荷增长直接造成目前很多农村电网出现供电能力不足，电压质量下降的情况，严重影响了农村乡镇企业的发展和农村居民的生活水平。

为了解决农村电网低电压问题，我国进行了长期的努力来改善农网的电能质量，通过政策上的扶持和资金上的支持，农网电能质量逐步改善，但仍有部分地区的电能质量无法满足人民的生产生活。目前大多数的农村电网电压优化方法，基本针对于单一调压措施进行的电压优化方法研究，并且大部分的优化方法没有考虑农村电网改造预算有限，仅仅追求电压质量的提高，忽略了经济效益的最大化，无法从根本上提升农网的电能质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于头脑风暴算法的配电网电压优化方法及其系统，以期通过多种调压措施实现农村低压配网电能质量的提高。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于头脑风暴算法的配电网电压优化方法，包括以下步骤：

步骤1，根据农村低压配电网拓扑结构和负荷端电压计算，确定相应的调压措施；

步骤2，综合考虑配网电压水平、网损和经济效益，构建目标函数、潮流约束和电压约束，得到电压优化模型，在保证电压质量的前提下，减小配网的网损，压缩投资成本，实现综合经济效益的最大化；

步骤3，采用头脑风暴算法来求解电压优化模型，并使用前推回代潮流计算方法计算每次头脑风暴算法迭代所需的电压和网损；

步骤4，输出调压措施的最优组合方案，完成配电网电压优化。

进一步的，步骤1中，负荷端电压计算，确定相应的调压措施，具体如下：

农村配电网为树状辐射型网络，运行无环路，潮流单向流动，而且农村电网的总体配电线路过长、线径较小，且负荷的波动较大，因此造成了农村配电网普遍存在的低电压问题，尤其是线路末端地区，其电压偏离已经严重超过我国GB/T12325-2008《电能质量供电质量偏差》中对于居民220V单相供电电压波动在+7％～-10％的范围；

配电线路负荷端的电压计算公式为：

式中，V₁为变电站低压母线电压；ΔV是线路电压损耗；V₂是负荷侧电压；V_N为基准电压；k为配电变压器变比，P和Q分别为负荷侧的有功功率和无功功率；R和X分别是配电线路的电抗和电阻；

结合式(1)，要提高电压质量，也就是对电压进行有效的控制，可以利用以下四个措施进行调压：

(1)通过有效的改变配电变压器的变比k；

(2)改变配电线路的网络参数，有效的降低线损；

(3)有效补偿无功功率改变负荷的功率分布；