[发明专利]一种适合于在线应用的无功优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统计算领域，具体涉及一种适合于在线应用的无功优化方法。

背景技术

电能质量是供电质量的一个重要指标。保证电压质量也要提到日程上来，而目前电 压控制主要靠供电公司的无功调节，无功不足将导致系统电压降低，用电设备不能充分利 用，甚至会引起电压崩溃等一系列事故；而无功过剩也会恶化系统电压，危害系统和设备 的安全，而且过多的无功备用又会浪费不必要的投资。总之，通过在线无功优化，降低网 损、保证电压质量，对供电企业是非常必要的。

无功优化一直是电力系统的重要研究内容之一。多年来，人们对此进行了大量的研究， 并取得了一定成果。无功优化计算方法很多，其中主要包括两类方法，即以原对偶内点法 为代表的传统数学方法和以遗传方法、禁忌搜索等计算方法为代表的人工智能方法。原对 偶内点法具有计算速度快和不随网络规模的增大而变慢的优点，但离散变量处理不强；而 禁忌搜索计算方法虽具有离散变量处理能力强的优点，与其他人工智能类方法相比计算效 率是相对比较快的，但是与传统数学方法相比计算效率还是较低的。就解决大规模电力系 统在线无功优化问题而言，原对偶内点法可以很容易实现对速度的要求，却很难实现变压 器分接头的选择和电容器组的最佳投切方案；禁忌搜索计算方法虽然可以很容易地实现变 压器分接头的选择和电容器组的最佳投切方案，但其迭代是一个比较漫长的过程，不能满 足在线无功优化的实时性要求。

发明内容

本发明综合两种方法的优点给出了两种计算方法相结合的无功优化方法，较好解决了 离散变量和速度问题，并得到了比较满意的结果。

1 基于原对偶内点法和禁忌搜索计算方法的无功优化方法原理

首先，确定以系统有功损耗最小为目标的无功优化数学模型为：

minf(x₁，x₂，x₃)                  (1)

s.t.h(x₁，x₂，x₃)＝0              (2)

x_1min≤x₁≤x_1max

x_2min≤x₂≤x_2max                  (3)

式(1)中f(x₁，x₂，x₃)为系统有功损耗，式(1)为系统最小有功损耗，式(2)为等 式约束，为每个节点的功率平衡方程。式中的x₁和x₂为有约束的优化变量，x₁为离散变 量，包括有载调压变压器分解头党委序列，电容器或电抗器组投入容量序列，变量维数为p； x₂是连续变量，包括发电机组的无功出力、可连续无功调节的无功设备组的无功容量和节 点电压，变量维数为q。式(3)为不等式约束，分别为x₁和x₂的约束。x₃为无约束的优 化变量，由平衡机的有功出力和除平衡节点外的其它节点电压相角构成。

引入松弛变量(su，sl，sh，sw＞0)，将不等式约束转变成等式约束，引入对数壁垒函数消 去松弛变量的非负性约束，并引入拉格朗日乘子向量y，yu，yl，yh，yw，得到拉格朗日 函数为：