[发明专利]一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法

权利要求书

1.一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立省地电网节点-支路模型并确定线路和设备的电气参数；

对实际省地电网节点-支路模型中10kV电压以下的网络进行简化等效，确定简化模型中线路和设备的电气参数；

S2，对主变越限点所连接支路进行遍历搜索；

对与主变高压侧母线越限节点i所连接的支路进行遍历搜索，确定与主变高压侧母线越限节点i所连接的所有路径；从所有路径中筛选具有无功调节设备的所有有效路径，将无功调节设备所在的电网节点定义为调节节点，将主变高压侧母线越限节点i与调节节点j的路径记为L_i,j；

S3，计算各调节节点对越限节点的调节矩；

将各调节节点对越限节点的调节矩定义为无功调节设备的调节力与两个节点调节距离的乘积，即：

M＝F*L_e (1)

其中，M表示调节矩的大小，F表示无功调节设备的调节力，L_e表示调节节点与越限节点之间的调节距离；

S4，根据调节矩的大小及调节时间和调节成本筛选出调节策略候选集；

将从无功调节设备的状态改变开始到越限节点电压发生变化期间所经历的时间定义为调节时间T，将单位调节力所对应的无功调节设备成本定义为调节成本C；将各种调节措施的调节矩M、调节时间T及调节成本C进行综合计算，形成调节函数，调节函数采用线性加权求和表达式，如下所示；

S_adj＝f(M,T,C)＝α_M/M+α_T*T+α_C*C (2)

式中，α_M，α_T及α_C分别表示调节矩M、调节时间T及调节成本C三者的权值；

根据调节函数值S_adj的大小进行从小到大排序筛选，得到主变高压侧电压越限时的调节策略候选集，如下表所示：

表1调节策略候选集

S5，利用无功优化模型，根据调节策略候选集对越限节点进行电压调节。

2.根据权利要求1所述的一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，步骤S2采用深度优先策略对主变高压侧母线越限节点所连接支路进行遍历搜索。

3.根据权利要求1所述的一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，步骤S3中，调节措施分为调节有载调压器的档位和改变无功补偿器的投切状态；

将单位调节距离下，主变高压侧母线越限节点电压改变1伏特时，有载调压器输出端电压的改变量ΔU_T或无功补偿器输出无功功率的改变量ΔQ_C定义为单位调节力；

将越限节点i与调节节点j的等效电气距离Z_ij,equ定义为调节距离L_(i,j)，公式表达式为：

L_(i,j)＝Z_ij,equ (3)

将(2)式代入(1)式可得到每个调节节点对越限节点的调节矩大小。

4.根据权利要求1所述的一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，步骤S4中，α_M、α_T及α_C三个权值参数的求解采用BP神经网络训练的方法。

5.根据权利要求1所述的一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，步骤S4采用双向冒泡排序法对调节函数值S_adj的大小进行排序。

6.根据权利要求1所述的一种基于电压调节矩的主变高压侧母线电压越限处理方法，其特征在于，步骤S5中，根据候选策略，采用直角坐标下电压无功优化模型行电压调节，优化模型如下：

式中，目标函数中平衡节点的出力之和事实上等价于网络损耗；W_Gi表示在目标函数中发电机的无功功率松弛量对于越限节点电压影响的权重；W_Cj表示在目标函数中并联补偿设备组对越限节点电压调节的权重；W_Tk表示在目标函数中有载调压器对越限节点电压调节的权重；

U_i、V_i、e_i、f_i、P_Gi、Q_Gi、P_Li和Q_Li分别表示越限节点i的电压幅值的平方、电压幅值下限、电压幅值上限、电压相量实部、电压相量虚部、电源有功注入、电源无功注入、有功负荷和无功负荷；ΔQ_Gi为电源无功变化量，为电源无功变化量安全区的上限，P_ij(e,f,U,C,t)表示电压相量实部e、电压相量虚部f、电压幅值的平方U、并联补偿设备组投入组数C以及变压器档位调节t与电压越限节点和调节节点之间有功功率P_ij之间的函数关系；

Q_ij(e,f,U,C,t)表示电压相量实部e、电压相量虚部f、电压幅值的平方U、并联补偿设备组投入组数C以及变压器档位调节t与电压越限节点和调节节点之间无功功率Q_ij之间的函数关系；

和C_j分别为并联补偿设备组i的初始投入组数及优化后的投入组数；t_k和M_k分别为有载调压器k的初始档位、优化后的档位以及调节档距；e_ck及f_ck分别为电压越限节点与有载调压器节点之间电压差相量的实部和虚部；e_jk及f_jk分别为有载调压器节点电压相量的实部和虚部；S_N为所有拓扑点的集合；S_slack为平衡节点的集合；S_G为所有发电机端拓扑点的集合；S_C为并联补偿设备组的集合；S_T为有载调压器抽头的集合。