[发明专利]基于二层规划考虑电压稳定性的交直流系统无功优化方法

权利要求书

1.一种基于二层规划考虑电压稳定性的交直流系统无功优化方法，其特征在于：

采用二层规划方式，建立交直流系统无功优化二层模型，包括上层模型和下层模型；

上层模型以系统有功网损最小作为目标函数，采用遗传算法和原始-对偶内点法结合的混合优化算法求解；

下层模型以系统的电压稳定裕度最大为目标函数，采用连续潮流算法和遗传算法的混合优化算法求解，并得到交直流系统的最大电压稳定裕度；

通过上下层反复迭代，求得满足电压稳定裕度的交直流系统无功优化最优方案。

2.根据权利要求1所述基于二层规划考虑电压稳定性的交直流系统无功优化方法，其特征在于，

上层模型的目标函数为：

$\min P_{loss}=\underset{k=1}{\overset{n_L}{\Σ}}{G}_{k(i,j)}(U_i^2+U_j^2-2U_i{U}_j{\mathrm{cos\θ}}_{ij})+I_d{R}_d^2$

正常运行状态下的潮流等式约束：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{Gi}-P_{Di}+s{P}_{ti\left(DC\right)}=U_i\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{U}_j(G_{ij}cos{\mathrm{\θ}}_{ij}+B_{ij}sin{\mathrm{\θ}}_{ij})\\ Q_{Gi}-Q_{Di}-Q_{Ci}+s{Q}_{ti\left(DC\right)}=U_i\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{U}_j(G_{ij}sin{\mathrm{\θ}}_{ij}-B_{ij}cos{\mathrm{\θ}}_{ij})\end{array}\right.$

不等式约束条件约束为：

U_i,min≤U_i≤U_i,max i＝1,...,N

Q_Ci,min≤Q_Ci≤Q_Ci,max i＝1,...,N_C

P_Gi,min≤P_Gi≤P_Gi,max i＝1,...,N_G

Q_Gi,min≤Q_Gi≤Q_Gi,max i＝1,...,N_G

式中：P_loss为系统的有功网络损耗；n_L为系统中的支路总数；

G_k(i,j)为系统第k条支路的电导；U_i、U_j分别为系统节点i和j的节点电压；

θ_ij为节点i和j之间的相角差；R_d为直流线路电阻；I_d为直流线路电流；

G_ij、B_ij为节点i和j之间线路的电导和电纳；

P_Gi、P_Di分别为节点i发电机有功出力和负荷有功；

Q_Gi、Q_Di、Q_Ci分别为节点i发电机无功出力、负荷无功以及无功补偿功率；

P_ti(DC)、Q_ti(DC)分别为交流系统输入节点i处换流器的有功、无功功率；

U_i,max、U_i,min和Q_Ci,max、Q_Ci,min分别是节点电压上下限和补偿电容组上下限；

P_Gi,max、P_Gi,min和Q_Gi,max、Q_Gi,min分别发电机有功、无功出力上下限；

N_c为电容器组数；s为直流系统系数：当节点是交流节点时s＝0，当节点连接整流器时s＝1，当节点连接逆变器时s＝-1。