[发明专利]一种考虑成本因素的电力系统无功优化方法

摘要

本发明公开了一种考虑成本因素的电力系统无功优化方法，该方法包括将系统的节点分为PV节点、PQ节点和平衡节点，并构造系统的有功网损的表达式、节点电压值约定偏移范围的表达式、需采用的无功补偿设备总成本的表达式作为优化的三个目标函数；并以有功功率平衡方程式和无功功率平衡方程式作为优化的两个等式约束；以无功电源输出无功功率上下限、电压幅值上下限和表示变压器变比上下限作为的不等式约束来构建优化模型，对系统参数进行优化。本发明的优点是找到在满足所有指定约束条件的前提下，使系统的无功补偿设备的成本最低，能够在成本最低的前提下合理配置无功补偿设备，从而非常有利于电力系统实际运行和工程的指导和参考。

主权项

一种考虑成本因素的电力系统无功优化方法，其特征在于，该方法包括：根据电力系统的结构和数据，将所述电力系统的节点分为PV节点、PQ节点和平衡节点；设定第一目标函数、第二目标函数与第三目标函数；其中，所述第一目标函数为所述电力系统的有功网损；所述第一目标函数为：f1(x1,x2)=Σi=NGPGi-Σi=NDPDi=Σij∈lGij·(Ui2+Uj2-2·Ui·Uj·cosθij)]]>其中，针对所有的节点i，令Gij为节点i与j之间的电导，Ui和Uj分别为节点i与j的电压有效值，θij为节点i与j的电压相量的相角差；所述第二目标函数为节点电压值约定偏移范围；所述第二目标函数为：f2(x1,x2)=Σi=ND(Vi-Vi*ΔVimax)2]]>其中，针对所有的PV节点和PQ节点i，Vi为节点i的电压幅值，为节点i上的指定电压幅值；为在节点上允许的最大电压偏差；所述第三目标函数为所有的PQ节点需采用的无功补偿设备总成本；所述第三目标函数为：f3(x3)=Σi=NDC(QCi)]]>其中，C(*)是根据容量‑成本数据对拟合出的无功补偿设备的成本‑容量函数，QCi为各个无功补偿设备的注入容量；设定第一等式约束和第二等式约束，其中，所述第一等式约束为所有的PV节点和PQ节点的有功功率平衡方程式；所述第二等式约束为所有的PQ节点的无功功率平衡方程式；设定第一类不等式约束和第二类不等式约束，其中，所述第一类不等式约束为所有的无功电源节点的无功电源输出无功功率上下限不等式；所述第二类不等式约束为所有的PV节点和PQ节点的电压幅值上下限和变压器变比上下限不等式；求解模型包括：对所述第一目标函数，第二目标函数和第三目标函数进行加权，建立妥协模型：minF(x1，x2，x3)＝w1·f1(x1，x2)+w2·f1(x1，x2)+w3·f3(x3)其中，w1、w2和w3为反映电网运行经济性、电压质量偏好和无功补偿设备总成本的权重因子，且w1+w2+w3＝1；求解上述模型，得到所述电力系统的优化参数；其中所述无功补偿设备总成本根据无功补偿设备的成本‑容量之间关系得出；所述成本‑容量之间关系包括：C(QCi)＝1.94×QCi，或C(QCi)＝11.3+0.54×(QCi‑9.3)，或C(QCi)＝1.55×QCi其中，C(*)是根据容量‑成本数据对拟合出的无功补偿设备的成本‑容量函数，QCi为各个无功补偿设备的注入容量。