[发明专利]一种应用电力电子调压器延长稀疏地区配电网供电半径的方法

权利要求书

1.一种应用电力电子调压器延长稀疏地区配电网供电半径的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将多台电力电子调压器间隔配置在配电网中，其中每一台电力电子调压器并联安装配网线路中，等效作用于两个相邻节点之间；

S2：建立基于粒子群算法的电压分层控制模型，由系统控制层、粒子群双层控制优化层、以及补偿量注入层构成；

S3：由系统控制层实时采集配电网中各个节点的电压值，若电压值处于安全区间内，则控制电力电子调压器不动作，否则建立等效模型，通过粒子群双层控制优化层计算每一台电力电子调压器需要注入的最优附加功率补偿；所述的粒子群双层控制优化层的上层设置电压判断矩阵筛选出所有满足电压安全运行条件的节点附加注入功率，粒子群双层控制优化层的下层优化在上层筛选结果中确定有功网损及电压偏差最小时的有功功率补偿量/和无功功率补偿量，即为电力电子调压器节点注入的最优附加功率补偿；

所述粒子群双层控制优化层中的上层用于筛选出所有满足电压要求的附加功率补偿候选结果，具体为：

(a1)建立等效模型：

假设电力电子调压器并联侧接入节点m，串联侧接入节点n，建立等效模型，将电力电子调压器两侧的附加功率表示为：

其中，S_mf、S_nf为电力电子调压器注入节点m、n的附加功率补偿；表示一个带幅值和相角的向量，其中为节点m、n的节点电压，为并联侧补偿电流，为串联侧补偿电压；Y_mn为线路阻抗Z_mn的倒数，*表示共轭；

注入节点m的附加功率S_mf包含有功功率和无功功率计算公式为：

注入节点n的附加功率S_nf包含有功功率和无功功率计算公式为：

其中，V_m、V_n、I_sh、E_s表示标量，θ_m、θ_n为节点电压V_m、V_n的相角，θ_sh、θ_s为补偿电流I_sh、补偿电压E_s的相角，G_mn、B_mn为Y_mn的实部和虚部；

(a2)建立上层电压判断矩阵T来筛选出所有满足电压要求的附加功率补偿，所述上层电压判断矩阵T表达式为：

将满足电压判断条件的附加功率补偿作为候选粒子，当|T|＝1时，表示粒子满足稳压条件，当|T|＝0时，表示粒子不满足稳压条件，筛选出所有满足条件的附加功率补偿候选结果；其中|T|为矩阵T的模值，T为R×R的矩阵，R为系统节点个数；ΔV_{f_i}为0或1，且

其中，V_i为系统第i个节点的节点电压，V_N为额定电压，λ为允许电压偏差占比；

所述粒子群双层控制优化层中的下层用于确定适应度函数最优时的节点附加功率补偿结果，具体为：

(b1)计算有功网损：

其中，θ_mn为节点电压V_m、V_n的相交差；

(b2)计算电压偏差：

(b3)对有功网损和电压偏差进行归一化处理：

其中，∑P为注入节点的有功功率之和；

(b4)筛选和γ_ΔV之和最小的附加功率补偿结果作为最优值；

S4：建立串、并联侧控制模型，通过补偿量注入层对最优附加功率补偿进行分解，确定电力电子调压器串联侧补偿电压幅值和相位、以及并联侧补偿无功功率，对配电网中的节点进行功率补偿；

S5：将补偿后的系统状态实时反馈至系统控制层，重复步骤S3至步骤S5，控制电网中各个节点的电压值处于安全区间内。