[发明专利]基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法及系统

权利要求书

1.一种基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法，其特征在于，包括：

获取光伏发电系统的未来天气数据；

根据所获取的光伏发电系统的未来天气数据和光伏发电原理，计算光伏发电系统的线路损耗；

根据所述线路损耗以及预测的无功补偿模型，实现光伏系统的无功补偿；

其中，所述无功补偿模型以线路总网损最小为目标构建目标函数，采用改进的粒子群算法求解所述目标函数，优化光伏系统的无功补偿；

通过惩罚函数判断优化目标是否越限，当越限时更新粒子的适应度；粒子群算法的适应度a为a＝a+(U_i,c-U_i)^2 |U_i,c-U_N|0.05，其中，U_i为配电网没有进行无功补偿时的节点电压；U_i,c为配电网进行无功补偿后的节点电压；

在更新迭代的过程中，粒子位置需满足其中，x_i(t)表示粒子位置，Q_c,max表示无功功率补偿设备可以输出的最大无功功率；

以配电网线路的线路总网损最小为目标，所构建的无功补偿模型的目标函数f_loss为：

其中，i_k为线路k的电流、R_k为线路k的电阻、n为系统线路数量、P_i为节点i的有功功率、P_pv为配电网并入的光伏发电系统的有功功率、Q_i为节点i的无功功率、Q_pv为配电网并入的光伏发电系统的无功功率、Q_c配电网并入的无功补偿装置的无功功率、V_k为线路k的电压。

2.如权利要求1中所述的一种基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法，其特征在于，所获取的未来天气数据包括温度、光照强度和天气类型；所述天气类型包括晴天、阴天、雨天和多云。

3.如权利要求1中所述的一种基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法，其特征在于，基于光伏阵列的光生伏特效应，所述光伏发电系统将光能转换成电能，则光伏发电系统的工作状态满足：

其中，I表示光伏发电系统的输出电流，U表示光伏发电系统的输出电压，I_sc表示光伏发电系统的短路电流，U_oc表示光伏发电系统的开路电压，C₁与C₂分别表示相关系数，且有：

其中，U_m表示光伏发电系统的最大功率点运行电压，I_m表示光伏发电系统的最大功率点运行电流，T表示光伏发电系统工作时的温度，S表示光伏发电系统工作时的光照强度。

4.如权利要求3中所述的一种基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法，其特征在于，当光伏发电系统处于正常工作状态，光照强度不变时，光伏发电系统的输出功率随着温度的增加而减小；温度不变时，光伏发电系统的输出功率随光照强度的增加而增大；采用电导增量法实时跟踪光伏发电系统的最大输出功率。

5.如权利要求4中所述的一种基于改进粒子群算法的光伏发电系统无功补偿方法，其特征在于，分别计算光伏并网前后的配电网线路有功网损，结合最大功率跟踪，得到配电网线路的有功网损随着光伏发电系统输出功率的增大而呈先降低后增加的趋势。