[发明专利]一种无功功率补偿方法及系统

摘要

本发明公开一种无功功率补偿方法及系统，本方法通过获取节点电压稳定裕度，识别系统的薄弱环节和无功补偿点，进而建立无功优化模型。该模型为引入薄弱性权重项和步长约束的Levenberg‑Marquardt最小二乘模型。根据所推导的迭代步长，对无功优化模型进行求解，得到补偿点的无功补偿量。本发明目的在于提出一种在大规模系统下收敛性强计算速度快的无功补偿算法，使得无功补偿在满足全网电压稳定裕度要求的同时，也使薄弱环节具有一定的电压稳定裕度。

主权项

1.一种无功功率补偿方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，获取节点的电压稳定裕度；步骤2，根据所述的节点的电压稳定裕度，确定薄弱环节和无功补偿点；步骤3，在所述无功补偿点上建立无功功率优化模型，建立引入薄弱性权重项和步长约束的Levenberg‑Marquardt最小二乘目标函数；步骤4，根据所述最小二乘目标函数推导得到的迭代步长，对所述步骤3中的无功功率优化模型进行迭代求解，得到所述薄弱环节的无功补偿量；其中，所述步骤3中的无功功率优化模型具体为：其中，Qic为负荷节点i新增补偿容量，ωi为该节点对应的薄弱性指标，L为所有负荷节点，i为负荷节点；所述步骤3中的无功功率优化模型满足第一约束条件，所述第一约束条件具体为：其中，β为给定电压稳定裕度要求下，最大负荷对当前负荷的增长比例；PGi为节点i有功出力，对负荷节点该值为0，PLi为节点i有功负荷，Vi为节点i电压，节点j为与节点i直接相邻的节点，Gij和Bij分别为节点i,j之间的电导和电纳，θ为功率因数角；所述步骤3中的无功功率优化模型满足第二约束条件，所述第二约束条件具体为：其中Qic为节点i新增补偿容量,QLi为节点i的无功负荷，Vi为节点i的节点电压，Vj为节点j的节点电压，Gij和Bij分别为节点i,j之间的电导和电纳，θ为功率因数角；所述步骤3中的无功功率优化模型满足第三约束条件，所述第三约束条件具体为：Vi,min≤Vi≤Vi,max其中，Vi,min为节点电压所允许的最小值，Vi,max为节点电压所允许的最大值；所述步骤3中的无功功率优化模型满足第四约束条件，所述第四约束条件具体为：QGi≤QGi,max其中，QGi为发电机节点i的无功出力，QGi,max为发电机节点i无功出力的最大值；所述步骤3中的引入薄弱性权重项和步长约束的最小二乘模型为：其中，x＝[V,θ]T为状态变量，W为对各个潮流方程项的对应权重，μ为阻尼因子；所述步骤4中的迭代步长为：dk＝‑[J(xk)TWJ(xk)+μkI]‑1J(xk)TWF(xk)其中，xk为第k步迭代后的状态变量，dk为第k+1次迭代的步长，F(xk)为第k步迭代后的潮流方程结果，J(xk)为第k步迭代后的雅可比矩阵，μk为第k次迭代阻尼因子，I为单位矩阵。