[发明专利]一种电力系统混合区间无功优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力系统混合区间无功优化方法及系统，方法包括：构建电力系统中考虑新能源不确定性的区间无功优化模型；获取新能源发电机的出力区间、负荷的有功负荷区间及无功负荷区间，并输入区间无功优化模型；基于改进粒子群算法和基于安全限定义的区间无功优化算法，对区间无功优化模型进行混合求解，得到区间无功优化模型中离散控制变量的最优离散量解及连续控制变量的最优连续量解；根据最优离散量解控制电力系统的无功补偿容量和变压器变比，根据最优连续量解控制电力系统的新能源发电机电压。避免了新能源不确定性的无功优化中离散变量的数量增加，连续化取整处理可能会导致解的不精确乃至计算不可行的问题。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种电力系统混合区间无功优化方法及系统。

背景技术

随着可再生能源的大规模并网到电力系统中，使得电力系统中的不确定因素越来越无法忽略，增大了电压越限和崩溃发生概率。并且随着电改的进行，现今电力系统运行的重要任务之一就是在保证全网电压质量的前提下，使电力系统的运行更经济。而不确定性无功优化可以提高电力系统的电压稳定裕度并有效降低网损，提高电网运行的安全性和经济性。

由于无功优化既要处理分布式电源(Distributed Generation，DG)和静止无功补偿装置(Static Var Compensator，SVC)的无功出力等连续控制变量，又要处理分组投切电容器组挡位和变压器变比等离散控制变量。针对无功优化内离散变量的处理方法一般采用圆整法，即先将离散变量当作连续变量处理进行求解，然后按照连续最优解将离散变量作四舍五入取整，最后将离散变量固定在整数值上。但是，离散变量的圆整法可能会破坏原问题的不等式约束，难以保证解的最优性。因此，引入启发式规则和罚函数进行离散量的取整运算。启发式规则可以弥补盲目归整的缺陷，例如利用灵敏度分析数据决定离散量是否作取整运算。而在目标函数中引入罚函数，通过罚函数的作用能够使得离散变量的最优解尽可能地逼近离散值，例如引入正曲率的二次罚函数和高斯罚函数。

但是，非凸罚函数的引入会改变原问题的凸性，导致原问题容易陷入局部最优解，并且随着电力系统中离散变量的数量增加，连续化取整处理可能会导致解的不精确乃至计算不可行。

发明内容

本发明提供了一种电力系统混合区间无功优化方法及系统，用于解决新能源不确定性的无功优化中离散变量的数量增加，连续化取整处理可能会导致解的不精确乃至计算不可行的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种电力系统混合区间无功优化方法，包括：

构建电力系统中考虑新能源不确定性的区间无功优化模型；

获取新能源发电机的出力区间、负荷的有功负荷区间及无功负荷区间，并输入区间无功优化模型；

基于改进粒子群算法和基于安全限定义的区间无功优化算法，对区间无功优化模型进行混合求解，得到区间无功优化模型中离散控制变量的最优离散量解及连续控制变量的最优连续量解；

根据最优离散量解控制电力系统的无功补偿容量和变压器变比，根据最优连续量解控制电力系统的新能源发电机电压。

优选的，区间无功优化模型包括：

电网有功网损的最小目标函数：

其中，θ_ij＝θ_i-θ_j，θ_i和θ_j分别为节点i和节点j的电压相位角，S为所有节点的集合，P_loss为电网有功网损，V_i和V_j为节点i和节点j的电压幅值，G_ij为节点导纳矩阵元素实部；

控制变量表达式：