[发明专利]基于IPM-intPSO的两阶段动态无功优化方法

权利要求书

1.一种基于IPM-intPSO的两阶段动态无功优化方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤S1，以网损最小为目标建立动态无功优化模型；

步骤S2，将一天作为整个时段，使用启发搜索方法寻找网损变化最大的时刻，将以该时刻为分界将整个时段分为2段，将分界后的两个时段再分别寻找网损变化最大的时刻，以此类推，将一天分为多个时间段，在每一个时段内基于IPM-intPSO进行无功优化；

步骤S3，在不改变离散变量动作次数情况对离散变量进行微调整，所述微调整是指离散变量约束不越界；其中，所述以网损最小为目标建立动态无功优化模型为：

目标函数：

其中，P_loss,t为系统在t时段的网络损耗；T_n为时间分段数，设为T_n＝23；U_m为所有节点电压幅值；Q_g为发电机无功功率；T_k为有载调压变压器分接头档位；Q_c为可投切电容器无功出力；

约束条件如下：

a.功率平衡方程：

b.状态变量的不等约束：

U_limin,t≤U_li,t≤U_limax,t i∈N_D (4)

Q_gimin,t≤Q_i,t≤Q_gimax,t i∈N_G (5)

c.控制变量的不等约束：

U_gimin,t≤U_gi,t≤U_gimax,t i∈N_G (6)

Q_cimin,t≤Q_ci,t≤Q_cimax,t i∈N_C (7)

T_kimin,t≤T_ki,t≤T_kimax,t i∈N_T (8)

d.支路电流限值约束：

|I_ij|≤I_ij,max ij∈N_L (11)

其中，t＝0,1,…,T_n；P_i,t、Q_i,t、U_i,t分别为节点i的有功注入、无功注入及电压幅值；U_j,t为节点j的电压幅值；G_ij、B_ij、θ_ij,t、I_ij、I_ij,max分别为支路ij的电导、电纳、相角、电流及电流限值；U_li,t为负荷节点i的电压幅值；U_gi,t为发电机节点i的电压幅值；N_B为系统节点集合；N_G为发电机节点集合；N_D为负荷节点集合；N_C为可投电容器集合；N_T为有载调压变压器集合；N_L为支路集合；Y_C,i为可投切电容器i一天内最大允许动作次数；Y_T,i为有载调压变压器i一天内最大允许动作次数；Q_ci,t为节点i处的可投切电容器在时段t的无功出力；T_ki,t为有载调压变压器i在t时段的分接头档位；C_i,t为可投切电容器i在t时段的投切组数；

所述将一天分为多个时间段的操作为：

启发搜索是利用IPM-intPSO方法交替迭代确定最优分段数，将一天按小时初始划分为24个时段，在各个分段内令离散变量保持不变，采用IPM方法对连续变量进行优化，寻找网损变化最大的时刻t₁，并以该时刻为分界时段，将整个时段分为2个时间段0—t₁和t₁+1—23，分别用静态无功优化方法优化这2个时段的网损，得到连续变量的优化结果；将连续变量固定，对离散变量采用intPSO方法进行优化，如果离散变量约束不越界，则再次寻找两分段后网损变化最大的时刻t₂，将这个时段分为3个子时段0—t₁、t₁+1—t₂和t₂+1—23，分别用静态无功优化方法对这3个子时段进行优化，依此类推，直到离散变量约束越界，停止划分，从而将一天分为多个时间段；

所述基于IPM-intPSO进行无功优化的操作为：将所建立的动态无功优化模型中的变量分为控制变量{U_m,T_k,Q_c}和状态变量{U_l,Q_g,θ_m}，其中，U_m属于连续变量，T_k和Q_c属于离散变量，U_l、θ_m分别为负荷节点的电压幅值及相角，将连续控制变量和连续状态变量统一表示为x＝(U_m,θ_m,Q_g)，离散变量表示为y⁰＝(T_k,Q_c)，其中，y⁰由intPSO方法的优化结果给定；将动态无功优化模型的目标函数优化为f使网络总网损最小，等式约束h为功率平衡方程式(2)、(3)，不等式约束为g控制变量的不等约束式(6)—(11)，优化变量约束为式(4)、(5)中的连续变量约束；最终得到标准的最优潮流OPF模型如式(12)所示，采用稀疏内点法求解；

其中，x_min、x_max分别为连续变量的最小值、最大值。