本发明专利技术公开了一种大电网含离散无功设备的无功优化代理系统及方法，包括输入模块、电力系统无功优化模型模块、分解代理模块、容抗器无功出力向量最优解模块、机组无功出力向量的最优解模块以及输出模块，将无功优化问题分解成连续子问题和离散子问题，离散子问题通过网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型求解容抗器的动作方向，当容抗器的动作方向确定后，再通过连续子问题确定发电机的无功出力，本发明专利技术不仅能够实现对大电网快速，而且能够实现高效的无功优化。而且能够实现高效的无功优化。而且能够实现高效的无功优化。
【技术实现步骤摘要】
一种大电网含离散无功设备的无功优化代理系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种大电网含离散无功设备的无功优化代理系统及方法，属于电力系统运行与分析
技术介绍
[0002]无功优化问题是电力系统电压稳定和经济运行的核心问题, 也是提高电力系统电压质量的重要措施。实际电力系统是复杂的非线性大规模系统, 其数学模型包含连续变量和离散变量。通常的方法是把离散变量处理成连续变量, 求出最优解之后, 就近取整。这样就很有可能使得归整之后的解不是最优解, 甚至是不可行解。精确求解无功优化的问题事实上是求解混合整数规划问题。目前各级电网存在大量的离散和连续设备，如何使有这些设备的全网电压无功合格，在数学上这是一个复杂的混合整数规划问题，当负荷快速变化的时候，传统的方法采用“离散设备优先动作，连续设备精细化调节”的思想将离散和连续问题分开，但是这种方法的问题在于以下问题：1.离散设备优先动作，主要还是指本站的离散设备优先动作，但二级电压控制中，对于高压侧越限的变电站，优先动作离散设备，但是这样可能会导致其动作之后，其余不越限的变电站越限，进而造成需要连续设备更多的出力来校正其越限。
[0003]2.离散设备优先动作，虽然能保证本站电压或者无功合格，但是并没有考虑动作之后，连续设备在调节步长之内是否能达到保证全网的电压无功的可行域。
[0004]3.离散设备优先动作的原理一方面是考虑无功就地平衡降低网损，但是如果无功过补，就地投切可能会导致网损增加，这种启发式的策略在经济性和安全性之间平衡并不好。
[0005]4.离散设备优先动作，本质上只是反映了离散变量对约束的校正作用，并没有考虑对目标函数的贡献。
技术实现思路
[0006]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种能够实现对大电网快速、高效的无功优化的大电网含离散无功设备的无功优化代理系统及方法。
[0007]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种大电网含离散无功设备的无功优化代理方法，包括以下步骤：步骤1，根据离散无功设备及电网信息建立电力系统无功优化模型。
[0008]步骤2，将步骤1中的电力系统无功优化模型分解成离散子问题和连续子问题，其中离散子问题通过离散子问题代理模型求解容抗器的动作方向，离散子问题代理模型包括三种代理模型，三种代理模型分别为网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型。根据网损代理模型得到网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据电压越限代理模型得到电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据无功越限代理模型得
到无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解。
[0009]步骤3，根据网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解、电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解以及无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解得到容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解。
[0010]步骤4，在步骤1中得到的电力系统无功优化模型中，将步骤3得到的容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解作为容抗器无功出力向量得到机组无功出力对应的连续子问题，根据机组无功出力对应的连续子问题得到机组无功出力向量的最优解。
[0011]一种大电网含离散无功设备的无功优化代理系统，包括输入模块、电力系统无功优化模型模块、分解代理模块、容抗器无功出力向量最优解模块、机组无功出力向量的最优解模块以及输出模块，其中：所述输入模块用于输入离散无功设备及电网信息。
[0012]所述电力系统无功优化模型模块用于根据输入离散无功设备及电网信息建立电力系统无功优化模型。
[0013]所述分解代理模块用于将电力系统无功优化模型分解成离散子问题和连续子问题，其中离散子问题通过离散子问题代理模型求解容抗器的动作方向，离散子问题代理模型包括三种代理模型，三种代理模型分别为网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型。根据网损代理模型得到网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据电压越限代理模型得到电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据无功越限代理模型得到无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解。
[0014]容抗器无功出力向量最优解模块用于根据网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解、电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解以及无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解得到容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解。
[0015]所述机组无功出力向量的最优解模块用于在电力系统无功优化模型中，将得到的容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解作为容抗器无功出力向量得到机组无功出力对应的连续子问题，根据机组无功出力对应的连续子问题得到机组无功出力向量的最优解。
[0016]所述输出模块用于输出机组无功出力向量的最优解。
[0017]优选的：采用整数规划方法求解网损代理模型得到网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解。
[0018]本专利技术相比现有技术，具有以下有益效果：1. 本专利技术充分考虑到离散量和连续量的无功电压控制物理特性，将无功优化问题分解成连续子问题和离散子问题，连续子问题对应发电机无功出力的决策，离散子问题对应的容抗器无功的决策，由于离散子问题问题仍求解较复杂，采用网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型分别求解各自的最优解容抗器无功动作量，最后通过求三个代理模型的交集得到最终的容抗器无功动作量，将容抗器无功动作量固定并代入原始无功优化问题中，即可得到发电机的无功最优决策。
[0019]2.通过挖掘无功优化问题的特点，将无功优化对应的大规模混合整数规划问题转
化成一个小规模的整数规划、两个小规模混合整数规划和一个小规模线性规划，物理背景清晰，求解方法高效，非常适合大电网（输电网、配电网）无功优化问题。
附图说明
[0020]图1为本专利技术优化流程。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0022]一种求解大电网含离散无功设备无功优化问题的代理方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1，根据离散无功设备及电网信息建立电力系统无功优化模型。
[0023]电力系统无功优化模型为：
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（1）式中:为系统网损，为机组无功出力向量，为容抗器无功出力向量，为节点当前电压，为支路当前无功，为节点电压上限，为节点电压下限，是发电机节点对应的无功
‑
电压灵敏度矩阵，为容抗器节点对应的无功
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电压灵敏度矩阵，是发电机节点对应的无功
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支路灵敏度矩阵，为容抗器节点对应的无功
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支路灵敏度矩阵，为支路无功上限，为支路无功下限，分别为发电机节点无功出力上下限。
[0024]步骤2，将步骤1中的电力系统无功优化模型分解成离散子问题和连续本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大电网含离散无功设备的无功优化代理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据离散无功设备及电网信息建立电力系统无功优化模型；步骤2，将步骤1中的电力系统无功优化模型分解成离散子问题和连续子问题，其中离散子问题通过离散子问题代理模型求解容抗器的动作方向，离散子问题代理模型包括三种代理模型，三种代理模型分别为网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型；根据网损代理模型得到网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据电压越限代理模型得到电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解，根据无功越限代理模型得到无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解；步骤3，根据网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解、电压越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解以及无功越限代理模型的容抗器无功出力向量最优解得到容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解；步骤4，在步骤1中得到的电力系统无功优化模型中，将步骤3得到的容抗器对应的容抗器无功出力向量最优解作为容抗器无功出力向量得到机组无功出力对应的连续子问题，根据机组无功出力对应的连续子问题得到机组无功出力向量的最优解。2.根据权利要求1所述大电网含离散无功设备的无功优化代理方法，其特征在于：步骤1中电力系统无功优化模型为：
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（1）式中:为系统网损，为机组无功出力向量，为容抗器无功出力向量，为节点当前电压，为节点电压上限，为节点电压下限，是发电机节点对应的无功
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电压灵敏度矩阵，为容抗器节点对应的无功
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电压灵敏度矩阵，为支路当前无功，是发电机节点对应的无功
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支路灵敏度矩阵，为发电机节点对应的无功
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支路灵敏度矩阵，为支路无功上限，为支路无功下限，为发电机节点无功出力下限，分别为发电机节点无功出力上限。3.根据权利要求2所述大电网含离散无功设备的无功优化代理方法，其特征在于：步骤2中网损代理模型、电压越限代理模型以及无功越限代理模型分别如下：步骤201，网损突然大幅增加场景：在此场景下，离散子问题代理模型为网损代理模型，网损代理模型如下：
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（2）上式中，为时刻的网损，是时刻的网损，表示比例系数，是时刻机组无功出力；通过式子（2）得到网损代理模型的容抗器无功出力向量最优解；步骤202，电压突然大范围越限场景：在此场景下，离散子问题代理模型为电压越限代理模型，电压越限代理模型如下：
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（3）上式中，表示取两者中最大值；引入辅助变量，则式子（3）等价于如下式子（4）：
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（4）通过式子（4）得到电压越限代理模型的容抗器无功出力向...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨洛，吕行，沈峻，许文庆，高亮，吴茂俊，孙展展，蔡培倩，杨苏，吴典胜，李金超，唐传旭，王亢，
申请(专利权)人：江苏金智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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