[发明专利]一种基于置信度机会约束规划的风电场无功优化方法有效

专利信息
申请号: 202111089023.0 申请日: 2021-09-16
公开(公告)号: CN113890011B 公开(公告)日: 2022-11-15
发明(设计)人: 胡畔;王易;冀肖彤;王伟;邓万婷;梅欣;曹侃;柳丹;丁凯;舒欣;钱一民;李伟;陈乔;叶畅;肖繁;康逸群;熊平;江克证 申请(专利权)人: 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院;国网湖北省电力有限公司
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00;H02J3/50;G06Q10/04;G06Q50/06
代理公司: 武汉楚天专利事务所 42113 代理人: 孔敏
地址: 430077 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 置信 机会 约束 规划 电场 无功 优化 方法
【权利要求书】:

1.一种基于置信度机会约束规划的风电场无功优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:通过一定置信度下的电压安全裕度构成电压约束,将随机优化模型转变成机会约束规划的无功优化模型;

S2:在步骤S1得到的无功优化模型上,使其电压约束随迭代点不断更新,即基于当前迭代状态求得当前迭代的灵敏度系数矩阵,进而求出当前迭代状态的电压安全裕度,用于构成当前迭代的电压约束,得到电压安全裕度随迭代不断更新的无功优化模型;

S3:利用解析化梯度矩阵和海森矩阵的改进算法求解步骤S2得到的电压安全裕度随迭代不断更新的无功优化模型;

步骤S1包括:

S1.1:基于当前运行点,求得线性仿射函数,即灵敏度系数矩阵,风电功率预测误差概率分布经线性仿射函数映射得到电压幅值和相角偏差量的概率分布;

S1.2:求得电压幅值和相角偏差量的概率分布后,进而得到β置信度下的最大电压偏差量,即置信区间半宽,将其作为电压安全裕度,β表示电压偏差量的置信水平;

S1.3:将步骤1.2求得的电压安全裕度作为电压约束计入优化模型的约束条件中,从而使原来随机优化模型转变为不含有随机约束条件的机会约束规划模型;

步骤S2包括:提出考虑电压安全裕度随迭代更新的无功优化方法,基于当前迭代点求得灵敏度系数矩阵,再根据求得当前迭代点的电压幅值和电压相角的概率分布,然后求得一定置信度β的电压安全裕度,构成电压幅值的约束条件为电压相角的约束条件为其中ΔVi=fV(ΔP,ΔQ,β),Δθi=fθ(ΔP,ΔQ,β),Vi,min和Vi,max表示节点i电压幅值上下限,θi,min和θi,max表示节点i电压相角的上下限,ΔVi和Δθi分别表示节点i电压幅值和相角的安全裕度,ΔP和ΔQ表示风电预测的误差向量,β为置信度,fV和fθ表示电压幅值和相角的安全裕度与风电功率预测误差及置信度的函数关系,电压安全裕度和电压约束条件将随迭代点的改变而改变;

步骤S3包括:

S3.1:将含有不等式约束的优化模型转化为无约束优化模型;

S3.2:采用解析化梯度矩阵和海森矩阵的改进算法求解无约束优化模型,包括牛顿法和信赖域法。

2.根据权利要求1所述的基于置信度机会约束规划的风电场无功优化方法,其特征在于,步骤S1.1中,风电功率预测误差服从均值为0的2n元正态分布,n为系统节点数,系统不平衡功率的相关系数矩阵为:

协方差矩阵为R=[δ1 δ2 … δ2n]×Aρ×[δ1 δ2 … δ2n]T,其中ρi,j表示第i个和第j个不平衡功率间的相关系数,δi表示第i个不平衡功率的标准差,在某一运行点,由节点功率平衡方程的雅克比矩阵推导出灵敏度系数矩阵S:SVP、SVQ、SθP和SθQ分块矩阵组成灵敏度系数矩阵S,ΔP和ΔQ分别表示节点有功和无功不平衡量向量,ΔV和Δθ分别表示节点电压幅值和相角偏差量向量;

经过灵敏度系数矩阵S的线性仿射变换,得到的电压幅值和相角偏差量的均值为0,电压幅值的方差为电压相角的方差为从而得到电压幅值和电压相角偏差量的正态分布。

3.根据权利要求2所述的基于置信度机会约束规划的风电场无功优化方法,其特征在于,步骤S1.2具体为:求得电压幅值和相角偏差量的正态分布后,进而得到β置信度下的最大电压偏差量,即置信区间半宽,电压幅值置信区间半宽为电压相角置信区间半宽为其中β表示电压偏差量的置信水平,表示标准正态分布积分函数的反函数,将电压幅值和相角置信区间半宽作为电压安全裕度。

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