[发明专利]基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置方法及装置

说明书

本发明属于配电网无功规划方法领域，提供了基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置方法及装置，在聚类曲线上进行电容器档位阶梯状曲线的最优覆盖，求取无功失配面积，建立失配面积最小、投切次数最小和投资成本最小的多目标无功优化模型，利用改进遗传算法进行求解，得到变电站无功优化配置方案。考虑电容器组失配面积及投切次数，能够兼顾电容器组的无功调节能力的同时，避免电容器过于频繁投切，延长设备使用寿命。

技术领域

本发明属于配电网无功规划领域，尤其涉及基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

变电站无功优化配置是配电网无功规划的重要研究内容，合理的无功规划事关电力系统安全稳定运行，能够有效提高电网运行经济性。

电力电容器是电力系统重要的无功补偿设备，因其具有造价低、设备维护检修简单等优点而在变电站无功规划时被广泛采用。在无功规划过程中，首先要确定无功补偿设备的最优安装位置和容量，然后根据实际情况对电容器等无功补偿设备进行优化分组。

电容器分组包括等容量分组法和不等容量分组法两种。等分组法简单易行，但由于未精细地考虑负荷变化的特性，分组数较少时易出现投入一组过补偿，切去一组欠补偿的问题，无功调节能力差，造成系统有闲置设备却出现无功失配。不等容分组法在不显著增加投资成本的情况下，往往具有较强的无功调节能力，能够良好适应负荷变化。但是在设备运行成本方面，不等容分组会造成设备频繁投切，增加运维成本，设备使用寿命也会大打折扣。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置方法及装置，其在传统变电站无功规划考虑投资成本的基础上，考虑电容器组失配面积及投切次数，在变电站无功配置时，协调投资成本、无功调节能力和投切频率三者的关系，能够兼顾电容器组的无功调节能力的同时，避免电容器过于频繁投切，延长设备使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置方法，包括如下步骤：

获取变电站年负荷变化曲线和变压器参数；

根据变电站年负荷变化曲线和变压器参数得到变电站年无功需求曲线；

将获得变电站年无功需求曲线聚类成聚类曲线；

在聚类曲线上进行电容器档位阶梯状曲线的最优覆盖，以无功失配面积最小、电容器的投切次数最少及电容器的投资成本最少为多目标，构建变电站无功优化规划模型；

基于变电站无功优化规划模型，采用遗传算法，根据约束条件，将得到的优化变量作为变电站无功配置方案。

本发明的第二个方面提供基于曲线聚类和覆盖法的变电站无功优化配置装置，包括：

数据获取模块，被配置为：获取变电站年负荷变化曲线和变压器参数；

曲线聚类模块，被配置为：根据变电站年负荷变化曲线和变压器参数得到变电站年无功需求曲线；

将获得变电站年无功需求曲线聚类成k条聚类曲线；

无功优化模型构建模块，被配置为：在k条聚类曲线上进行电容器档位阶梯状曲线的最优覆盖，以无功失配面积最小、电容器的投切次数最少及电容器的投资成本最少为多目标，构建变电站无功优化规划模型；

无功配置方案输出模块，被配置为：基于变电站无功优化规划模型，采用遗传算法，根据约束条件，将得到的优化变量作为变电站无功配置方案。

本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。