[发明专利]基于分层优化的电网最小新增无功补偿容量计算方法

摘要

本发明涉及一种基于分层优化的电网最小新增无功补偿容量计算方法，该方法基于电网负荷预测值，以电网新增无功补偿容量最小为目标函数，同时考虑《电力系统电压和无功电力技术导则》中电容器和电抗器无功补偿最小容量越限，以及最高负荷、最低负荷和正常负荷三种运行方式下变电站母线电压上下限、线路有功潮流等约束条件，通过分层优化思想将整个模型分解为可由线性规划算法直接求解的上层模型和由非线性约束条件组成的下层优化模型，通过两层模型间的连续优化，使得最终优化结果在满足相关技术导则的同时，在多种负荷水平下均满足电力系统电压运行要求。

主权项

一种基于分层优化的电网最小新增无功补偿容量计算方法，包括下列步骤：(1)收集地区电网的无功负荷分布情况；基于电网负荷预测确定所有节点在不同负荷运行情况下的无功需求以及相关基础数据；(2)建立优化模型；以整个电网的最小新增无功补偿容量为模型的目标函数，以《电力系统电压和无功电力技术导则》中PQ节点电容器和电抗器无功补偿最小容量，以及最高负荷、最低负荷和正常负荷三种运行方式下变电站母线电压上下限和线路有功潮流为模型的约束条件建立优化模型；(3)基于分层思想对上述模型进行求解；根据模型约束条件的类型将整个模型分解为上、下两层模型，通过两层模型间的多次迭代潮流计算直至满足模型所有约束条件；(4)计算得到所有变电站所需新增的无功补偿容量之和的最终优化结果；当求解结果同时满足《电力系统电压和无功电力技术导则》和电网调度机构确定的变电站母线电压的运行要求时，则此结果为整个电网的最小新增无功补偿容量；所述步骤(2)中，优化模型包含的目标函数如下：minQS=Σi∈NPQΔQCi+Σi∈NPQΔQLi---(1)]]>其中：QS为电网的新增无功补偿总容量；NPQ为PQ节点集；ΔQCi为节点i新增电容器容量；ΔQLi表示节点i新增电抗器容量；所述步骤(1)中，基础数据包含：变电站所有PQ节点已有的电容器容量QCi和电抗器容量QLi、各节点变电站的无功损耗ΔQTi、各节点变电站所有出线充电功率之和QLCi、节点中变电站高压出线侧配置的高抗总容量QKi；其中：i∈NPQ，NPQ表示系统中所有PQ节点的集合，i表示第i个PQ节点；同时，需要最高、正常和最小负荷三种运行方式下的负荷预测值；节点电压值VX,i；节点i与节点j之间的导纳矩阵相关系数Gij、Bij；节点i与节点j的相角差θX,ij；节点i的电压幅值上下限和Vi；节点i与节点j之间线路的有功潮流PX,ij；节点i与节点j之间线路有功潮流的上下限和Pij；其中：i∈N,X∈High,Normal,Low，X表示电网运行状态，N表示系统中所有节点的集合，High,Normal,Low分别表示最高、正常和最小负荷三种运行方式。