[发明专利]配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法

权利要求书

1.一种配置并联电容器缓解电压暂降的电网运行方式确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、并联电容器配置方案确定，过程如下：

步骤101、电网可选并联电容器配置方案获取：根据待配置电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，获取所述待配置电网的多种不同可选并联电容器配置方案；

每种所述可选并联电容器配置方案中均包括所述待配置电网中各条母线的并联电容器配置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量；

步骤102、可行性判断：对步骤101中各可选并联电容器配置方案下所述待配置电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选并联电容器配置方案分别进行可行性判断，从所有可选并联电容器配置方案中筛选出可行并联电容器配置方案；

对任一种所述可选并联电容器配置方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中各条母线的电压进行判断：当该可选并联电容器配置方案下所述待配置电网中所有母线的电压均在[U_min,U_max]内时，判断为该可选并联电容器配置方案为可行并联电容器配置方案，否则判断为该可选并联电容器配置方案为不可行并联电容器配置方案；其中，U_min为所述待配置电网中母线的最小允许电压，U_max为所述待配置电网中母线的最大允许电压；

步骤103、电网网损判断：对步骤102中筛选出的所有可行并联电容器配置方案分别进行电网网损判断，并根据电网网损判断结果，从所有可行并联电容器配置方案中筛选出低网损并联电容器配置方案；本步骤中，所筛选出低网损并联电容器配置方案的数量为H，其中H为正整数；

对任一种所述可行并联电容器配置方案进行经济性判断时，根据该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率进行判断：当该可行并联电容器配置方案下所述待配置电网的网损率不大于γ_set时，判断为该可行并联电容器配置方案为低网损并联电容器配置方案；否则，判断为该可行并联电容器配置方案为高网损并联电容器配置方案；其中，γ_set为预先设定的网损率判断阈值；

步骤104、电压暂降影响判断，过程如下：

步骤1041、电网电压暂降评估指标计算：对步骤103中筛选出的H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标分别进行计算；

其中，对第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标进行计算时，包括以下步骤：

步骤10411、母线电压暂降矩阵获取：获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作其中，m为故障类型编号且m＝1、2、3或4，m＝1表示单相接地短路故障，m＝2表示两相相间短路故障，m＝3表示三相相间短路故障，m＝4表示两相接地短路故障；

其中，i为正整数且i＝1、2、…、T，j为正整数且j＝1、2、…、T，T为所述待配置电网中母线的总数量；表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；h为所述低网损并联电容器配置方案的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待配置电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；

步骤10412、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤10411中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值u_thre，获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的母线电压暂降凹陷域矩阵，该母线电压暂降凹陷域矩阵记作

其中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值u_thre时，否则，表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；

中的第i行元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时的电压暂降情况，中的第j列元素表示第h种低网损并联电容器配置方案下编号为j的母线受所述待配置电网中各条母线发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；

步骤10413、支路电压暂降凹陷域矩阵获取：获取第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的支路电压暂降凹陷域矩阵，该支路电压暂降凹陷域矩阵记作

其中，为编号为j的母线受第r条支路发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次，r为所述待配置电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W，其中W为所述待配置电网中支路的数量；根据进行确定；所述的为第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路的电压暂降凹陷域矩阵，且

所述的根据第h种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路的电压暂降矩阵并结合步骤10412中所述的电网电压暂降阈值u_thre进行确定；所述的其中表示第h种低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网中第r条支路上的第n'个节点发生编号为m的故障时编号为j的母线的三相电压暂降值；n'为正整数且n'＝1、2、…、n，n为第r条支路上预先选取的节点数量且n为正整数，n'为第r条支路上节点的编号；l_r表示第r条支路；

所述的中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值u_thre时，否则，表示第h种低网损并联电容器配置方案下第r条支路上第n'个节点发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；

步骤10414、电网电压暂降评估指标计算：根据公式计算第h种低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标，该指标记作D_h；所述的D_h为用于评价缓解电压暂降的评估指标；

其中，λ_m为预先设定的所述待配置电网发生编号m的故障的发生概率，为编号为j的母线受所述待配置电网中各母线和各支路发生编号m的故障影响并产生电压暂降的频次总和，

步骤10415、多次重复步骤10411至步骤10414，直至获得H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标；

步骤1042、低电压暂降影响配置方案确定：对步骤10415中获得的H种所述低网损并联电容器配置方案下所述待配置电网的电网电压暂降评估指标进行比较，并根据所述电网电压暂降评估指标数值由小到大的顺序，由前至后对H种所述低网损并联电容器配置方案进行排序，再从排序后的H种所述低网损并联电容器配置方案中选取前H'种所述低网损并联电容器配置方案作为低电压暂降影响并联电容器配置方案；

其中，H'为正整数且

步骤105、投入成本判断，过程如下：

步骤1051、投入成本计算：对步骤1042中获得的所有低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本分别进行计算；

对任一种所述低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本进行计算时，根据该低电压暂降影响并联电容器配置方案中每条母线的并联电容器配置信息，对该低电压暂降影响并联电容器配置方案中需安装的所有并联电容器的总成本进行计算，并将所确定的所有并联电容器的总成本作为该低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本；

步骤1052、优化并联电容器配置方案确定：对步骤1051中计算得出的所有低电压暂降影响并联电容器配置方案的投入成本进行比较，选取投入成本最低的所述低电压暂降影响并联电容器配置方案作为所述待配置电网的优化并联电容器配置方案；

采用步骤1052中所确定优化并联电容器配置方案的所述待配置电网为待优化电网；

步骤二、电网运行方式优化：对步骤1052中所述待优化电网的优化运行方式进行确定，过程如下：

步骤201、电网可选运行方式确定：根据所述待优化电网中各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，对所述待优化电网的所有可选运行方式进行确定；

所述可选运行方式的总数量为3^W种，3^W种所述可选运行方式分别为所述待优化电网在3^W种不同的支路开关状态时的运行方式，3^W种所述可选运行方式分别与3^W种不同的所述支路开关状态一一对应；

3^W种所述支路开关状态中第a种所述可选运行方式对应的所述支路开关状态记作α_a＝[α_1,a,α_2,a,…α_r,a,…,α_W,a]；其中，a为所述可选运行方式的编号，a为正整数且a＝1、2、…、3^W；r为所述待优化电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W；α_r,a为第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路的开关状态变量，α_r,a＝0、1或2，α_r,a＝0表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上不安装开关，α_r,a＝1表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于闭合状态，α_r,a＝2表示第a种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于断开状态；

步骤202、可行性判断：对步骤201中3^W种所述可选运行方式下所述待优化电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选运行方式分别进行可行性判断，从3^W种所述可选运行方式中筛选出可行运行方式；

对任一种所述可选运行方式进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方式下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方式下所述待优化电网中所有母线的电压均在[U_min,U_max]内时，判断为该可选运行方式为可行运行方式，否则判断为该可选运行方式为不可行运行方式；

步骤203、经济性判断：对步骤202中筛选出的所有可行运行方式分别进行经济性判断，并根据经济性判断结果，从所有可行运行方式中筛选出经济运行方式；本步骤中，所筛选出经济运行方式的数量为E，其中E为正整数；

对任一种所述可行运行方式进行经济性判断时，根据该可行运行方式下所述待优化电网的网损率进行判断：当该可行运行方式下所述待优化电网的网损率不大于γ_set时，判断为该可行运行方式为经济运行方式；否则，判断为该可行运行方式为不经济运行方式；其中，γ_set为预先设定的网损率判断阈值；

步骤204、优化性判断，过程如下：

步骤2041、电网运行方式评估指标计算：对步骤203中筛选出的E种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标分别进行计算；

其中，对第e种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标进行计算时，包括以下步骤：

步骤20411、母线电压暂降矩阵获取：获取第e种所述经济运行方式下所述待优化电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作

其中，表示第e种经济运行方式下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；e为所述经济运行方式的编号，e为正整数且e＝1、2、…、E；中第i行元素表示第e种经济运行方式下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待优化电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第e种经济运行方式下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；

步骤20412、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤20411中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值u_thre，获取第e种所述经济运行方式下所述待优化电网的母线电压暂降凹陷域矩阵，该母线电压暂降凹陷域矩阵记作

其中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值u_thre时，否则，表示第e种经济运行方式下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；

中的第i行元素表示第e种经济运行方式下编号为i的母线发生编号为m的故障时的电压暂降情况，中的第j列元素表示第e种经济运行方式下编号为j的母线受所述待优化电网中各条母线发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；

步骤20413、支路电压暂降凹陷域矩阵获取：获取第e种所述经济运行方式下所述待优化电网的支路电压暂降凹陷域矩阵，该支路电压暂降凹陷域矩阵记作

其中，为编号为j的母线受第r条支路发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；根据进行确定；所述的为第e种所述经济运行方式下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降凹陷域矩阵，且

所述的根据第e种所述经济运行方式下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降矩阵并结合步骤20412中所述的u_thre进行确定；所述的其中表示第e种经济运行方式下所述待优化电网中第r条支路上的第n'个节点发生编号为m的故障时编号为j的母线的三相电压暂降值；n'为正整数且n'＝1、2、…、n，n为第r条支路上预先选取的节点数量且n为正整数，n'为第r条支路上节点的编号；l_r表示第r条支路；

所述的中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值u_thre时，否则，表示第e种经济运行方式下第r条支路上第n'个节点发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；

步骤20414、电网运行方式评估指标计算：根据公式计算第e种经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标，该指标记作D_e；所述的D_e为用于评价缓解电压暂降的评估指标；

其中，λ_m'为预先设定的所述待优化电网发生编号m的故障的发生概率，为编号为j的母线受所述待优化电网中各母线和各支路发生编号m的故障影响并产生电压暂降的频次总和，

步骤20415、多次重复步骤20411至步骤20414，直至获得E种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标；

步骤2042、优化运行方式确定：对步骤20415中获得的E种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标进行比较，选取电网运行方式评估指标数值最小的所述经济运行方式作为所述待优化电网的优化运行方式。