[发明专利]一种基于枚举组合和线性规划的月度运行方式变压器变比优化方法

说明书

本发明公开了一种基于枚举组合和线性规划的月度运行方式变压器变比优化方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明计算对两个运行方式总网损最小的变压器抽头位置，通过最优潮流分别计算次月高峰、低谷运行方式下的无功优化模型，确定变比存在差异的变压器和变比搜索区间，通过枚举组合确定高峰、低谷运行方式下总网损最小的变压器档位组合，以高峰、低谷运行方式下总网损最小为目标函数，基于变压器变比对有功网损的灵敏度建立的线性规划模型，求解变压器在高峰、低谷运行方式下的最优变比。本发明降低了动态无功优化问题的规模，具有良好的全局收敛性。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体地说本发明涉及一种基于枚举组合和线性规划的月度运行方式变压器变比优化方法。

背景技术

无功优化是在保证系统电能质量的前提下，采用无功补偿装置、调节变压器抽头档位和改变发电机机端电压等方法来改变系统的潮流分布，并减少系统的网损。由于在一个月的时间段内各变压器的抽头一般是不改变的，这就需要通过月度运行方式安排事先确定次月各变压器的抽头档位。月度运行方式包括高峰和低谷两种运行方式，电网结构略有不同，负荷水平差异较大，投入机组和出力也不相同。基于最优潮流的静态无功优化技术已经比较成熟，但只能给出某个运行方式的无功优化结果。通过最优潮流来求解动态无功优化问题可以给出多个方式无功优化结果，但变量数和约束条件数目均比静态无功优化问题扩大多倍，应用于大型电力系统还存在全局收敛性的问题。

静态无功优化可以得到高峰和低谷两种运行方式在有功网损最小时的变压器变比，而根据灵敏度可以得到变压器变比对有功网损的灵敏度。在此基础上，可以建立以高峰和低谷两种运行方式下总有功网损最小，以两种方式下最优变比为决策变量的数学规划模型。针对变比差异较大的变压器，通过枚举组合确定两种运行方式下总网损最小的变压器档位组合，降低高峰、低谷方式变比差异后，通过求解线性规划模型获取各变压器最优变比。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术中存在的不足，提供一种基于枚举组合和线性规划的月度运行方式变压器变比优化方法。该方法通过对给定的次月高峰、低谷运行方式同时进行无功优化，计算对两个运行方式总网损最小的变压器抽头位置，将变压器变比、容抗器无功松弛为连续变量，通过将动态无功优化问题解耦为单个运行方式的连续非线性优化和两个运行方式的线性规划问题，降低了动态无功优化问题的规模，提高算法的全局收敛性。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：

1)通过最优潮流分别计算次月高峰和低谷运行方式下的无功优化模型，根据最优潮流计算得到的发电机无功、容抗器无功和变压器变比形成无功优化后的电网运行方式；

2)将优化结果中高峰和低谷运行方式下变比差异大于设定门槛值k_thres的变压器加入集合T_C，若T_C为空，则执行步骤7)；否则，执行步骤3)；

3)根据优化结果确定集合T_C中各变压器变比的搜索区间，按以下方式将搜索区间按k_thres/2平均分档：

对于集合T_C中任一个变压器i而言，设高峰和低谷运行方式下优化的变化分别为和则变压器i的搜索区间为[k_i,min,k_i,max]，其中，根据式(1)计算按k_thres/2划分的档位数M_i：

符号表示向下取整，各档位对应的变比为k_i,j＝k_i,min+j(k_i,max-k_i,min)/M_i，j＝0,1,...,M_i；