[发明专利]一种配电网电压无功优化的线性逼近求解方法

说明书

本发明公开一种配电网电压无功优化的线性逼近求解方法，属于电力系统优化运行领域。首先，以配电网中分布式电源及离散无功调节设备的无功出力为状态变量，以配电网运行网损为目标函数建立主动配电网无功优化模型；其次，对主动配电网无功优化模型通过线性化得到线性近似模型；最后，通过潮流分析与线性近似模型的交替迭代求解逼近原始非凸问题的解。本发明针对带有环网运行的配电网设计，可充分利用分布式电源无功调节能力与其他无功补偿设备的协调配合，抑制分布式电源并网带来的过电压与欠电压问题，降低配电网运行损耗，提高配电网消纳分布式电源的能力，保障配电网安全经济运行，并且模型求解简单可靠，不会产生不可行解。

技术领域

本发明涉及电力系统优化运行领域，具体为配电网电压无功优化的线性逼近求解方法。

背景技术

由于可在生能源的间歇性与随机性，其大量接入将对配电网造成广泛的影响，主要表现在：改变配电网的电压水平、提高配电网的短路容量、继电保护策略的复杂度加大、影响网络的供电可靠性以及加剧电能质量的恶化等。同时，随着配电网中分布式电源渗透率的不断提高，传统配电网将逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网，尤其是配电网中大量逆变器接口的分布式电源具有可观的无功调节能力，给配电网的优化运行带来新的机遇。

主动配电网电压无功优化即是充分利用配电网中大量分布式电源的剩余容量以及其与电容器组等离散无功补偿设备进行无功优化、电压调节，以抑制分布式电源并网带来的欠电压与过电压问题，提高配电网消纳分布式电源的能力，保障配电网安全经济运行。目前，现有的电压无功优化技术是针对辐射状网络设计，在应用于多环配电网时会产生不可行解或是通过智能算法求解，求解效率与算法可靠性较低，难以实际应用。

发明内容

发明目的：为克服现有配电网电压无功优化技术应用于多环配电网是求解可靠性较低的缺点，本发明针对多环配电网提出一种电压无功优化的线性逼近求解方法。其既可应用于辐射状网络也可应用于多环网络；求解简单可靠性高，不会产生不可行解，具有实用价值。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种配电网电压无功优化的线性逼近求解方法，包括以下步骤：

步骤1，以配电网中分布式电源及离散无功调节设备的无功出力为状态变量，以配电网运行网损为目标函数建立主动配电网无功优化模型；

步骤2，通过消去电压相角，将步骤1得到的主动配电网无功优化模型的目标函数和潮流方程在系统某一运行点分别近似为线性等式约束和线性函数，实现步骤1得到的主动配电网无功优化模型的非凸优化模型的线性近似模型；

步骤3，通过潮流分析获得系统运行工作点，并在此工作点处将步骤2得到的线性近似模型近似为一混合整数线性规划模型；通过求解该混合整数线性规划模型获得各分布式电源及无功补偿设备最优无功出力值；通过潮流分析与步骤2得到的线性近似模型的交替迭代求解逼近原始非凸问题的解。

所述步骤1中建立主动配电网无功优化模型的方法为：

步骤11，根据配电网中节点的数目，以及每个节点的有功注入，同时根据配电网中松弛节点的情况，将最小化有功网损等效于最小化松弛节点的有功注入，得到主动配电网无功优化模型的目标函数；

步骤12，根据配电网中节点注入列向量，节点导纳矩阵以及节点电压相量列向量得到潮流方程约束条件；

步骤13，所述步骤12中的节点注入列向量计算方法：根据节点接入的分布式电源有功出力值和有功负荷，得到该节点的有功注入；根据此节点接入的分布式电源无功出力值和无功负荷，得到该节点的无功注入；根据得到的该节点的有功注入和无功注入，得到此节点的节点注入；

步骤14，根据各节点电压幅值的最小和最大限值得到各节点电压约束条件；