[发明专利]一种避免电压越限风险的电网感性无功补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的无功优化模型和方法，特别涉及一种适用于感性无功资源的优化补偿方法。

背景技术

电力系统无功优化规划(Optimal Reactive Power Planning，ORPP)是以今后5-10年的电网规划为依据，在保证满足各种典型方式安全约束的前提下，确定最优无功补偿地点、容量及无功调节设备的最佳运行状态，从而达到提高电压稳定性，改善电压质量，降低网损的目的。通常，ORPP的研究工作主要集中在两方面，一是对无功优化的模型的改进和研究，使其尽量反映实际情况；二是对模型求解的优化算法进行研究，包括对各种传统算法进行改进以及把各种新型优化算法引入ORPP求解。

然而，在实际应用中，随着用户对电压质量的要求日益苛刻，促使各变电站努力提高其电压稳定性和调压水平，而部分地区电网在小方式运行下会出现电压越上限的情况，电压越限会造成设备退出运行甚至损坏，因而存在较大的风险。

因此，为调整运行电压在允许范围内，需要进行感性无功的优化配置，供电企业进行无功优化规划工作时，不仅要知道传统的容性无功补偿设备的最佳配置地点和配置容量，还需要知道新型的感性无功补偿设备的最佳补偿地点和最佳补偿容量，避免电压越限情况及其风险的出现。

目前，容性无功补偿设备作为一种经济适用的无功补偿和调节设备在我国变电站得到广泛配置，有关其优化模型和算法研究也较多，取得了较好的效果。但感性无功补偿设备由于使用范围较容性设备小，对其优化配置的模型和算法研究都较少。往往，研究者和工程技术人员直接将容性无功优化计算的方法应用到感性无功设备的优化计算，这是不完善的。由于感性无功补偿设备吸收电网多余的无功，进而降低原来相对较高的电压水平到允许的范围，因此，进行感性无功的优化配置，往往不能降低电网损耗，而需要寻找新的优化目标。

本发明将电网电压越限的风险作为感性无功优化的一个目标，进而建立适用于感性无功优化补偿的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种避免电压越限风险的电网感性无功补偿方法，该方法将电压越限的风险定量描述为经济指标，能得出大规模电力系统典型运行方式下的感性无功最佳补偿容量和最佳补偿地点。

一种避免电压越限风险的电网感性无功补偿方法，包括以下步骤：

(1)输入电网的发电机、线路、变压器、无功补偿设备和负荷参数，运用潮流计算工具进行初始状态下的潮流计算，获得各节点功率、电压；

(2)建立电压越限的严重性等效曲线函数；

(3)基于电压越限的严重性等效曲线函数，建立电压越限的风险指标及感性无功补偿的风险收益模型；

(4)针对所建立的风险指标模型，建立电压越限风险数学实值的实用计算方法；

(5)综合电网电压越限的风险指标、新增无功补偿设备的投资和网络运行维护费用，建立计及电压越限风险的感性无功优化配置的模型；

(6)采用灾变遗传算法对步骤(5)所建立的模型进行无功优化计算，获得感性无功补偿设备的最佳补偿地点和最佳补偿容量，根据最佳补偿地点和最佳补偿容量对电网进行感性无功补偿。

上述一种避免电压越限风险的电网感性无功补偿方法中，步骤(2)所述的电压越限的严重性等效曲线函数是基于正态分布函数而构成的，具体电压越限的严重性等效曲线函数为：

负荷损失随电压幅值变化的概率分布符合高斯分布，其高、低电压的期望值分别1.15pu、0.85pu，方差取0.02，即当电压为1.15pu、0.85pu时，负荷损失的期望值为50％。因而，电压过低或过高的严重性曲线函数可描述为：