一种含微网的配电网电压无功优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107171339A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710392351.5(22)申请日2017.05.27(71)申请人国网河南省电力公司电力科学研究院地址450052河南省郑州市二七区嵩山南路85号申请人郑州大学国家电网公司(72)发明人张博陈栋新朱明丽师会谭王胜凯冯晨(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人刘建芳(51)Int.Cl.H02J3/18(2006.01)权利要求书6页说明书14页附图1页(54)发明名称一种含微网的配电网电压无功优化方法(57)摘要本发明公开了一种含微网的配电网电压无功优化方法，首先调节配电网变压器分接头对电压进行初步优化，再确定配电网中微网和无功补偿设备的接入位置，然后通过调节微网和无功补偿设备的接入容量，实现配电网电压无功的进一步优化；本发明能够对含微网的配电网电压无功进行合理优化，且优化效率高，优化效果好，能够大大提高配电网整体的安全性和稳定性，同时，还能够精确定位微网接入位置，解决了微网盲目接入对电网电压产生的不良影响，保证了配电网的安全运行。CN107171339ACN107171339A权利要求书1/6页1.一种含微网的配电网电压无功优化方法，其特征在于：一个变压器的供电范围为一个供电区域，每个供电区域内的配电网的电压无功优化方法包括以下步骤：A：通过调节配电网变压器分接头的位置对配电网整体电压进行初步优化：根据历史数据，预测配电网中各节点的电压水平，若电压不越限的节点数量不符合要求，则调节配电网中变压器分接头的位置，记录变压器分接头在不同位置时配电网负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量，选择负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量最小时变压器分接头所对应的位置，对配电网的电压进行初步优化；其中，±x％为根据GB12325-90标准确定的供电电压允许偏差；B：确定配电网中微网的接入位置并接入微网：将配电网中的所有节点按照负荷节点功率从大到小的顺序进行排序，根据要接入配电网中的微网数量，按节点的排列顺序依次选择出与微网数量相同，且电压偏差超出线路额定电压±x％的节点，并在选出的每个节点处分别接入一个微网；C：确定配电网中无功补偿设备的接入位置并接入无功补偿设备：具体包括以下步骤：C1：计算配电网各节点的无功灵敏度：配电网有功损耗通过公式(1)表示：公式(1)中，PLoss表示配电网有功电能损耗；Ui表示节点i的实际运行电压，Uj表示节点j的实际运行电压；Gij表示支路ij的电导，Bij表示支路ij的电纳，θij为节点i和节点j之间的电压相角差；无功灵敏度的计算公式(2)为：公式(2)中，PLoss表示配电网有功电能损耗；Q表示节点的无功功率；U表示节点处的电压；θ表示节点处的相角；S为为无功灵敏度矩阵；将公式(1)代入公式(2)中，即可得到各个节点的无功灵敏度；C2：将各节点的无功灵敏度按照从大到小的顺序进行排序，选择前三个无功灵敏度对应的节点，并在选出的每个节点处均接入一个无功补偿设备；D：调节微网和无功补偿设备的接入容量，实现配电网电压无功的进一步优化：具体包括以下步骤：D1：采用主、客观相结合的赋权法将配电网有功损耗最小、负荷节点不越限的多目标函数优化问题转换为单目标优化问题：有功损耗最小、节点电压不越限函数如公式(3)所示：公式(3)中，f为配电网最小有功电能损耗函数；U为各节点的实际运行电压；PLoss表示配2CN107171339A权利要求书2/6页电网有功电能损耗；Ui为节点i的实际运行电压，Uj为节点j的实际运行电压；Gij为支路ij的电导，Bij为支路ij的电纳；θij为节点i和节点j之间的电压相角差；n表示节点数量；将满足有功损耗最小和节点电压不越限条件的指标采用主、客观相结合的赋权法确定主观权重和客观权重，根据公式(4)计算出各个指标的综合权重：公式(4)中，ηj为指标j的综合权重，αj为指标j的客观权重；βj为指标j的主观权重；m表示指标的个数；再利用综合权重法将多目标优化问题转化为单目标Φ的优化问题；单目标Φ值的计算公式(5)如下：公式(5)中，ηj为指标j的综合权重；δij为指标i、j的相对优越度；指标i、j的相对优越度δij的计算公式(6)为：公式(6)中，σij表示第i个解的第j个指标值，表示第j个指标的最优值，γj表示第i个解的第j指标与该指标最优值之间的差值；D2：采用免疫—蚁群算法对微网和无功设备的接入容量进行规划，实现配电网电压无功的优化，得到微网和无功补偿设备的接入容量；D3：对含微网和无功补偿设备的配电网进行仿真分析，验证配电网各节点电压水平和有功损耗，具体包括以下步骤：3.1)、按步骤D2得到的微网接入容