一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法技术

本发明专利技术公开了一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法，包括以下步骤：一、电网可选运行方案获取，根据待优化电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量以及各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，获取所有可选运行方案；二、可行性判断；三、电网网损判断，筛选出低网损运行方案；四、电压暂降影响判断：401、电网电压暂降评估指标计算；402、低电压暂降影响配置方案确定；五、投入成本判断：501、投入成本计算；502、优化运行方案确定。本发明专利技术方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，既降低了网损，也能缓解电压暂降，并且并联电容器配置经济，能够实现电网的安全运行和经济运行。

Power grid structure optimization method for reducing network loss and relieving voltage sag

Optimization method of power grid structure, the invention discloses a method for reducing network loss and mitigation of voltage sag, which comprises the following steps: obtaining a power grid, optional operation scheme, according to whether the installation of power grid optimization switch is installed on the busbar shunt capacitor and shunt capacitor installed capacity and the branch with the installation the state of the switch, get all the optional operation plan; two, to determine the feasibility; three, power grid loss judgment, screening out the operation of low loss; four, voltage sag influence judgment: 401, voltage sag assessment index calculation; 402, low voltage sags affect allocation plan; five, the cost estimate 501, cost calculation; 502, optimal operation scheme. The invention has simple steps, reasonable design and easy realization, good use effect, which can reduce the network loss, also can alleviate the voltage sag, and the configuration of economic shunt capacitor, can realize the safe operation of power grid and economic operation.

【技术实现步骤摘要】
一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法
本专利技术属于电网优化运行
，尤其是涉及一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法。
技术介绍
目前。随着现代化工业的发展，可用资源不断减少，节约能源已经逐渐被人们认识和重视。电力系统采用各种方法降低网络损耗。西方主要工业国家的线损率大致在5％～8％，我国为9％左右，与发达国家相比尚有差距。不断降低电力系统的网络损耗，提高电力系统运行经济效益，是电力系统面临的一项长期课题。随着敏感负荷在工业负荷中所占比重日益增多，电压暂降问题越来越严重，电压暂降已成为国内外用户投诉最多的电能质量问题。电压暂降的评估与治理受到研究人员的广泛关注。在治理电压暂降方面，供电方可以从优化电网结构的角度缓解电压暂降，电网结构影响系统的静态安全稳定还影响暂态安全稳定，例如，康春雷在2005年的硕士毕业论文《电网结构变化对电力系统暂态稳定影响的研究》就研究了这一问题，为了解决以上问题，也有不少研究成果，例如，陶顺，肖湘宁等在2012年发表在第41期第4卷的《中国电力》第30-34页上的文章《多结构多网络结构系统电压暂降的随机预估及缓解措施》，提出了缓解电压暂降的一种有效的措施是配电网实施多分片多电源的闭环设计开环供电；陈伟，赵锦苹在2014年发表在第41期第4卷的《电网技术》第1322-1327页上的文章《复杂电网中电压跌落凹陷域的仿真分析》，研究了系统中变压器中性点不同结构以及机组启停对电压暂降凹陷域的影响；陈伟，赵锦苹在2014年发表在第41期第4卷的《电网技术》第1322-1327页上的文章《复杂电网中电压跌落凹陷域的仿真分析》，马莉、刘健等在2015年发表在第31期第8卷的《电网与清洁能源》第21-25页上的文章《面向电压暂降的电网结构评估》，提出了面向电压暂降的电网结构评估指标，但文中只考虑了母线故障的情况，而没有考虑支路上的故障。以上文献都只从缓解电压暂降的角度对电网结构进行了分析和研究。需要寻求既能降低网损又能缓解电压暂降的合理的电网结构，对提高电力系统运行的经济性和安全性将有很大帮助。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，既降低了网损，也能有效缓解电压暂降，并且并联电容器配置经济，能够实现电网的安全运行和经济运行。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、电网可选运行方案获取：根据待优化电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量以及各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，获取所述待优化电网的所有可选运行方案；每种所述可选运行方案中均包括所述待优化电网中各条母线的并联电容器配置信息与各支路的开关设置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，每条支路的开关设置信息均包括该支路上是否安装开关与所安装开关的状态；步骤二、可行性判断：对步骤一中各可选运行方案下所述待优化电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选运行方案分别进行可行性判断，从所有可选运行方案中筛选出可行运行方案；对任一种所述可选运行方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方案下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方案下所述待优化电网中所有母线的电压均在[Umin,Umax]内时，判断为该可选运行方案为可行运行方案，否则判断为该可选运行方案为不可行运行方案；其中，Umin为所述待优化电网中母线的最小允许电压，Umax为所述待优化电网中母线的最大允许电压；步骤三、电网网损判断：对步骤二中筛选出的所有可行运行方案分别进行电网网损判断，并根据电网网损判断结果，从所有可行运行方案中筛选出低网损运行方案；本步骤中，所筛选出低网损运行方案的数量为H，其中H为正整数；对任一种所述可行运行方案进行经济性判断时，根据该可行运行方案下所述待优化电网的网损率进行判断：当该可行运行方案下所述待优化电网的网损率不大于γset时，判断为该可行运行方案为低网损运行方案；否则，判断为该可行运行方案为高网损运行方案；其中，γset为预先设定的网损率判断阈值；步骤四、电压暂降影响判断，过程如下：步骤401、电网电压暂降评估指标计算：对步骤三中筛选出的H种所述低网损运行方案下所述待优化电网的电网电压暂降评估指标分别进行计算；其中，对第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的电网电压暂降评估指标进行计算时，包括以下步骤：步骤4011、母线电压暂降矩阵获取：获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作其中，m为故障类型编号且m＝1、2、3或4，m＝1表示单相接地短路故障，m＝2表示两相相间短路故障，m＝3表示三相相间短路故障，m＝4表示两相接地短路故障；其中，i为正整数且i＝1、2、…、T，j为正整数且j＝1、2、…、T，T为所述待优化电网中母线的总数量；表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；h为所述低网损运行方案的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待优化电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第h种低网损运行方案下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；步骤4012、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤4011中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值uthre，获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的母线电压暂降凹陷域矩阵，该母线电压暂降凹陷域矩阵记作其中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值uthre时，否则，表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；中的第i行元素表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时的电压暂降情况，中的第j列元素表示第h种低网损运行方案下编号为j的母线受所述待优化电网中各条母线发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；步骤4013、支路电压暂降凹陷域矩阵获取：获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的支路电压暂降凹陷域矩阵，该支路电压暂降凹陷域矩阵记作其中，为编号为j的母线受第r条支路发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次，r为所述待优化电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W，其中W为所述待优化电网中支路的数量；根据进行确定；所述的为第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降凹陷域矩阵，且所述的根据第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降矩阵并结合步骤4012中所述的uthre进行确定；所述的其中表示第h种低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路上的第n'个节点发生编号为m的故障时编号为j的母线的三相电压暂降值；n'为正整数且n'＝1、2、…、n，n为第r条支路上预先选取的节点数量且n为正整数，n'为第r条支路上节点的编号；lr表示第r本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、电网可选运行方案获取：根据待优化电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量以及各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，获取所述待优化电网的所有可选运行方案；每种所述可选运行方案中均包括所述待优化电网中各条母线的并联电容器配置信息与各支路的开关设置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，每条支路的开关设置信息均包括该支路上是否安装开关与所安装开关的状态；步骤二、可行性判断：对步骤一中各可选运行方案下所述待优化电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选运行方案分别进行可行性判断，从所有可选运行方案中筛选出可行运行方案；对任一种所述可选运行方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方案下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方案下所述待优化电网中所有母线的电压均在[U

【技术特征摘要】
1.一种降低网损与缓解电压暂降的电网结构寻优方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、电网可选运行方案获取：根据待优化电网中各条母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量以及各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，获取所述待优化电网的所有可选运行方案；每种所述可选运行方案中均包括所述待优化电网中各条母线的并联电容器配置信息与各支路的开关设置信息，每条母线的并联电容器配置信息均包括该母线上是否安装并联电容器与所安装并联电容器的容量，每条支路的开关设置信息均包括该支路上是否安装开关与所安装开关的状态；步骤二、可行性判断：对步骤一中各可选运行方案下所述待优化电网分别进行潮流计算，并根据潮流计算结果对各可选运行方案分别进行可行性判断，从所有可选运行方案中筛选出可行运行方案；对任一种所述可选运行方案进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方案下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方案下所述待优化电网中所有母线的电压均在[Umin,Umax]内时，判断为该可选运行方案为可行运行方案，否则判断为该可选运行方案为不可行运行方案；其中，Umin为所述待优化电网中母线的最小允许电压，Umax为所述待优化电网中母线的最大允许电压；步骤三、电网网损判断：对步骤二中筛选出的所有可行运行方案分别进行电网网损判断，并根据电网网损判断结果，从所有可行运行方案中筛选出低网损运行方案；本步骤中，所筛选出低网损运行方案的数量为H，其中H为正整数；对任一种所述可行运行方案进行经济性判断时，根据该可行运行方案下所述待优化电网的网损率进行判断：当该可行运行方案下所述待优化电网的网损率不大于γset时，判断为该可行运行方案为低网损运行方案；否则，判断为该可行运行方案为高网损运行方案；其中，γset为预先设定的网损率判断阈值；步骤四、电压暂降影响判断，过程如下：步骤401、电网电压暂降评估指标计算：对步骤三中筛选出的H种所述低网损运行方案下所述待优化电网的电网电压暂降评估指标分别进行计算；其中，对第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的电网电压暂降评估指标进行计算时，包括以下步骤：步骤4011、母线电压暂降矩阵获取：获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的母线电压暂降矩阵，该母线电压暂降矩阵记作其中，m为故障类型编号且m＝1、2、3或4，m＝1表示单相接地短路故障，m＝2表示两相相间短路故障，m＝3表示三相相间短路故障，m＝4表示两相接地短路故障；其中，i为正整数且i＝1、2、…、T，j为正整数且j＝1、2、…、T，T为所述待优化电网中母线的总数量；表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线的三相电压暂降值；h为所述低网损运行方案的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，所述待优化电网中各母线的电压暂降值；中第j列元素表示第h种低网损运行方案下电网中各条母线分别发生编号为m的故障时，编号为j的母线的电压暂降值；步骤4012、母线电压暂降凹陷域矩阵获取：根据步骤4011中所述的并结合预先设定的电网电压暂降阈值uthre，获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的母线电压暂降凹陷域矩阵，该母线电压暂降凹陷域矩阵记作其中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值uthre时，否则，表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；中的第i行元素表示第h种低网损运行方案下编号为i的母线发生编号为m的故障时的电压暂降情况，中的第j列元素表示第h种低网损运行方案下编号为j的母线受所述待优化电网中各条母线发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次；步骤4013、支路电压暂降凹陷域矩阵获取：获取第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网的支路电压暂降凹陷域矩阵，该支路电压暂降凹陷域矩阵记作其中，为编号为j的母线受第r条支路发生编号为m的故障影响并发生电压暂降的频次，r为所述待优化电网中支路的编号，r为正整数且r＝1、2、…、W，其中W为所述待优化电网中支路的数量；根据进行确定；所述的为第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降凹陷域矩阵，且所述的根据第h种所述低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路的电压暂降矩阵并结合步骤4012中所述的uthre进行确定；所述的其中表示第h种低网损运行方案下所述待优化电网中第r条支路上的第n'个节点发生编号为m的故障时编号为j的母线的三相电压暂降值；n'为正整数且n'＝1、2、…、n，n为第r条支路上预先选取的节点数量且n为正整数，n'为第r条支路上节点的编号；lr表示第r条支路；所述的中，或1；对的取值进行确定时，当中至少一相电压暂降值低于电网电压暂降阈值uthre时，否则，表示第h种低网损运行方案下第r条支路上第n'个节点发生编号为m的故障时，编号为j的母线发生电压暂降；步骤4014、电网电压暂降评估指标计算：根据公式计算第h种低网损运行方案下所述待优化电网的电网电压暂降评估指标，该指标记作Dh；所述的Dh为用于评价缓解电压暂降的评估指标；其中，λm为预先设定的所述待优化电网发生编号m的故障的发生概率，为编号为j的母线受所述待优化电网中各母线和各支路发生编号m的故障影响并产生电压暂降的频次总和，步骤4015、多次...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莉，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61