[发明专利]一种配电网无功电压的综合协调控制策略

摘要

本发明涉及一种配电网无功电压的综合协调控制策略，属于配电网电压控制技术领域。该协调控制策略执行如下步骤，1）采集所述配电网的参数；2）建立所述配电网的等值网络；3）以步骤2的等值网络为基础计算所述配电网的电网电压偏移值；4）设置目标函数、约束条件；5）对所述目标函数和所述约束条件进行求解；6）采用分支定界法确定步骤5）中解或解集的整数解：7）根据步骤6）得到的整数解形成最终联调控制方案，并下达变压器档位和电容器组投切的控制命令。本发明基于考虑地区配电网设备的特点和通讯条件，以全局节点电压偏移度最小为目标进行优化，到了电网功率因数提高、网损下降的效果。

主权项

一种配电网无功电压的综合协调控制策略，其特征在于执行如下步骤，1)采集所述配电网的主变压器二次侧电压、线路无功补偿点电压、配电变压器二次侧电压、用户电压；2)建立所述配电网的等值网络，根据所述配电网络中的变压器电阻、变压器电抗、线路电阻、线路电抗、负荷功率以及无功补偿装置的无功容量建立所述配电网的等值网络；3)以步骤2的等值网络为基础计算所述配电网的电网电压偏移值；所述配电网的电网电压偏移度为所述配电网中各节点电压偏离期望值的均值，即其中，N是节点数目，SVi为第i个节点的电压偏离期望值；4)设置目标函数、潮流约束条件变压器档位约束条件和无功容量约束条件，所述目标函数为minf(x)＝minFs，所述约束条件为s.t.PGi=PLi+ViΣj∈iVj(Gijcosθij+Bijsinθij)QGi=QLi+ViΣj∈iVj(Gijsinθij+Bijcosθij)Vimin<Vi<VimaxIi<IimaxKimin<ki<kimaxQCimin<QCi<QCimax,]]>其中，PGi是第i个节点的发电机有功功率，PLi是第i个节点的负荷有功功率，QGi是第i个节点的发电机无功功率，QLi是第i个节点的负荷无功功率，Vi是第i个节点电压，Vj是第j个节点电压，Gij是第i个节点和第j个节点电导，Bij是第i个节点和第j个节点电纳，θij是第i个节点和第j个节点相角，Vimin是第i个节点电压最小值，Vimax是第i个节点电压最大值，Iimax是第i个节点的电流最大值，Ii是第i个节点的电流，ki表示配电变压器的第i个分接头，kimin表示第i个配电变压器的最小分接头，kimax表示第i个配电变压器的最大分接头，QCimin是所述配电网的无功补偿装置的投切容量最小值，QCi是所述配电网的无功补偿装置的投切容量，QCimax是所述配电网的无功补偿装置的投切容量最大值。5)对所述目标函数和所述约束条件进行求解，具体如下，A、k为迭代次数，让k＝0，设定最大迭代次数Kmax＝100；B、选择中心参数δ，令δ＝0.1；C、设置计算精度的数值，取10‑6；D、选取松弛变量l、u；E、选取拉格朗日乘子y、z、w，y＝[10‑10,10‑10]；F、计算Gap，Gap＝lTz‑uTw，其中，l＝[l1,l2,l3,l4]T，z＝[z1,z2,z3,z4]T，w＝[w1,w2,w3,w4]T,u＝[u1,u2,u3,u4]T，l1＝l2＝l3＝l4＝1，z1＝z2＝z3＝z4＝1，w1＝w2＝w3＝w4＝1，u1＝u2＝u3＝u4＝1；G、判断Gap和计算精度的大小，若Gap小于计算精度值，输出所述变压器当前状态下的分接头档位和投切容量作为最优解；若Gap大于或等于计算精度值，继续计算障碍因子μ，r为不等式条件个数r＝4；H、求解修正方程其中，L是由(l1，l2，…lr)组成的对角阵，U是由(u1，u2…ur)组成的对角阵，Z是由(Z1，Z2…Zr)组成的对角阵，W是由(W1，W2…Wr)组成的对角阵；L(x)=f(x)-yTh(x)-zT[g(x)-l-gmin]-wT[g(x)+r-gmax]-μΣj=1rlog(lj)-μΣj=1rlog(uj)]]>其中，变量x，j＝1,2,3,4，h表示所述约束条件中的等式约束条件，g表示所述约束条件中的不等式约束条件，gmin为所述不等式约束条件最小的情况，gmax为所述不等式约束条件最大的情况；Lx=∂L∂x=▿xf(x)-▿xh(x)y-▿xg(x)(z+w)=0]]>Ly=∂L∂y=h(x)=0]]>Lz=∂L∂z=g(x)-1-gmin=0]]>Lw=∂L∂w=g(x)+u-gmin=0]]>Ll=∂L∂l=z-μL-1e=0⇒L1μ=LZe-μe=0]]>Lu=∂L∂u=-w-μU-1e=0⇒Luμ=UWe+μe=0]]>▿xh(x)=αh1αx1......αh1αx1............αh1αxn......αhmαxnT]]>▿xg(x)=αg1αx1......αgrαx1............αg1αxn......αgrαxnT]]>其中，m为所述约束条件中等式约束条件的个数m＝2，n为变量中控制变量的个数n＝4，I、计算步长，αp=0.9995min{minq(-lqΔlq,Δli<0;-uqΔuq,Δuq<0),1},]]>αd=0.9995min{minq(-zqΔzq,Δzq<0;-wqΔwq,Δwq<0),1},]]>其中，q＝1，2，3，4，zq＝zq‑1+△z，lq＝lq‑1+△l，uq＝uq‑1+△u；J、根据步骤H求解的结果更新变量x和拉格朗日乘子x(k+1)l(k+1)u(k+1)=x(k)l(k)u(k)+αpΔxΔlΔu]]>y(k+1)z(k+1)w(k+1)=x(k)l(k)u(k)+αdΔyΔzΔw]]>K、判断k和最大迭代次数的关系，如果k小于最大迭代次数，则返回F，若k大于或等于所述最大迭代次数，则所述目标函数和所述约束条件无解；6)采用分支定界法确定步骤5)中解或解集的整数解：7)根据步骤6)得到的整数解形成最终联调控制方案，并下达变压器档位和电容器组投切的控制命令。