[发明专利]一种基于关联矩阵的地区电网无功优化控制方法

说明书

本发明提出一种基于关联矩阵的地区电网无功优化控制方法，设计设备状态的关联矩阵，并据此进行时间区间划分。在此基础上，对每个时段进行静态无功优化，保留每个时刻的最优解和部分次优解，并将这些解作为动态规划的状态变量，在各时段中用动态规划法以动作次数最小为目标寻找最优路径，从而得到整个调度周期的动态无功优化问题的解。

技术领域

本发明提出一种基于关联矩阵的地区电网无功优化控制方法，属于电网控制领域。

背景技术

地区电网无功优化是通过调节变压器分接开关和无功补偿装置状态来优化电网潮流分布，控制调节的开关设备由于设备制造等原因具有严格的设备动作次数限制，在实际工作中为了适应负荷的动态变化，需要计及调节设备的动作次数约束，这将无功优化问题变成一个复杂的动态优化问题。目前，对该问题的处理可以总结为三大类：(1)简化动态规划法的求解空间；(2)通过分段简化成静态无功优化问题；(3)将费用作为目标函数进行简化，将控制变量的动作次数约束还原为经济成本来处理。

目前对动态无功优化的研究主要是将一天的负荷预测数据划分成若干个时段，然后考虑设备的动作次数限制以总网损最小为目标函数，从而获得全天各时段的无功调度模式，主要侧重于根据已知的负荷预测情况对未来一天的设备动作做预案，并认为预案能够满足次日运行情况。实际上在调度周期外根据动态无功优化方法得出的预案，在预测的负荷曲线下可以保证优化效果，预案能否在当日应用，取决于负荷预测的精度；同时，从处理方法上来看，一般将动态无功优化转化成几个时段上的静态优化问题来求解，这在模型上存在一定简化，时段内仍有可能由于实际负荷情况的变化而导致状态越限。因此要保证研究得到实际应用，动态无功优化结果应该和以预案校核和越限校正为触发条件的实时控制方案相互配合，从日前和当前两个时间尺度动态调整电压。

发明内容

发明目的：本发明提出一种基于关联矩阵的地区电网无功优化控制方法，不会发生状态越限。

技术方案：本发明提出一种基于关联矩阵的地区电网无功优化控制方法，包括以下步骤：

1)构造设备状态时间关联矩阵；

2)根据所述关联矩阵进行时间区间划分；

3)以动作次数最小为目标，在各个时间段中用动态规划法寻找最优路径。

优选地，所述设备状态时间关联矩阵S为：

式中横向为一天24个时刻，纵向为m个电容器和l个有载分接开关状态；x_i.t为t时刻静态优化结果中电容器i的状态，即投运的电容器组数；y_j.t为t时刻静态优化结果中有载分接开关j的状态，即所在档位。

优选地，由设备状态时间关联矩阵S可得动作次数和时间关联矩阵D：

优选地，由设备状态时间关联矩阵S和动作次数和时间关联矩阵D得到相邻时刻设备状态变化指标M：

优选地，所述时间区间划分包括以下步骤：

1)根据母线预测负荷对每个时刻进行以网损最低为目标的静态无功优化，得到每个时刻最优状态下设备的状态，形成设备状态-时间关联矩阵S、动作次数-时间关联矩阵D以及每个时刻的设备状态变化矩阵M；

2)对设备状态变化矩阵M内元素进行排序，对取值最小的时刻依次进行合并，以两个时刻的平均负荷进行静态无功优化，求出合并时刻最优状态下的设备状态，并更新矩阵S、D、M；

3)对D矩阵每行求和即为当前设备日动作次数S_i，判断S_i与设备最大动作次数的关系，如果不满足则跳至步骤2)继续进行合并；如果满足则跳至步骤4)进行是否终止合并的判断；