一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，包括以下步骤：建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，得到各个待评估监测点的等级；针对不同待评估监测点的等级，建立基于遗传算法的电能质量优化配置模型，采用电能质量优化配置模型对负载接入下的目标配电网的电能质量进行优化配置。本发明专利技术能够有效考虑配电网运行的多个运行条件，优化补偿设备的分组、提高设备利用效率。提高设备利用效率。提高设备利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统配电优化
，特别是涉及一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法。

技术介绍

[0002]随着工业的迅速发展和电子技术不断更新，人们对各种电气设备要求也越来越高，电能质量的优劣直接影响着人们的生活。随着电力电子设备的大规模使用，电子设备与技术常常会出现一些不常见的指标问题，如暂态和瞬态时过电压、电压凹陷和短时间间断等，需要有效的电能质量优化方法来应对这些问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，能够有效考虑配电网运行的多个运行条件，优化补偿设备的分组、提高设备利用效率。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，包括以下步骤：
[0005]建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，得到各个待评估监测点的等级；
[0006]针对不同待评估监测点的等级，建立基于遗传算法的电能质量优化配置模型，采用电能质量优化配置模型对负载接入下的目标配电网的电能质量进行优化配置。
[0007]所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，具体为：
[0008]针对各个待评估监测点，建立电能质量的指标体系并对单项指标进行等级划分；基于待评估监测点的各单项指标的监测值，判断待评估监测点的各单项指标是否合格，若有一项不合格，则将待评估监测点作为不合格等级；若都合格，则建立待评估监测点的电能质量物元模型，并构造关联函数；其中，将电能质量物元模型作为电能质量综合评估模型；
[0009]设定待评估监测点的各单项指标的权重，并基于权重和关联函数计算关联度；其中，将关联度作为电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度；
[0010]根据关联度确定待评估监测点的等级。
[0011]所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，具体为：
[0012]针对各个待评估监测点，建立电能质量的指标体系并对单项指标进行等级划分；
[0013]基于待评估监测点的各单项指标的监测值，判断待评估监测点的各单项指标是否
合格，若有一项不合格，则将所述待评估监测点作为不合格等级；若都合格，则确定各项指标的参考样本，所述参考样本的取值为各项指标的取值范围的右边界值；
[0014]根据各合格的待评估监测点的各单项指标的监测值，建立同向指标矩阵；
[0015]基于参考样本和同向指标矩阵，建立标准化矩阵；
[0016]采用取最小值或最大值的方式确定标准化矩阵的各单项指标的最优点和最劣点，以构建电能质量综合评估模型；
[0017]基于电能质量综合评估模型，计算各合格的待评估监测点到最优点和最劣点的欧式距离；
[0018]根据各合格的待评估监测点到最优点和最劣点的距离计算各合格的待评估监测点的密切值；其中，将密切值作为电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度；
[0019]基于密切值确定待评估监测点的等级。
[0020]所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对目标配电网的待评估监测点的分级，具体为：
[0021]针对各个待评估监测点，选定电能质量的评估指标并对评估指标进行分级处理，得到分级标准；
[0022]根据分级标准建立样本集，所述样本集包括各个待评估监测点各评估指标的历史监测值，以及期望输出值；
[0023]根据期望输出值确定神经网络模型理论输出值；
[0024]采用样本集和理论输出值对神经网络模型进行训练，并根据训练结果确定神经网络模型的结构，得到电能质量综合评估模型；
[0025]根据训练结果确定监测点等级的边界值；
[0026]根据各个待评估监测点各评估指标的监测值，利用电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，并利用边界值实现对目标配电网的待评估监测点的分级。
[0027]所述针对不同待评估监测点的等级，建立基于遗传算法的电能质量优化配置模型，采用电能质量优化配置模型对负载接入下的目标配电网的电能质量进行优化配置，具体包括：
[0028]根据各不同待评估监测点的等级构建不同的适应度函数，得到电能质量优化配置模型，并对中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备进行编码，其中，补偿设备在编码中占两部分，分别为：单组容量大小和分组数；采用遗传算法对电能质量优化配置模型进行求解得到每个中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备对应的补偿方案；
[0029]基于补偿方案采用前推回代法计算配电网潮流；
[0030]对于最大负荷水平，根据配电网潮流决定补偿容量，对于其它负荷水平，针对每个中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备对应的补偿方案进行投切模拟，找到最佳补偿方案。
[0031]构建适应度函数时，针对目标函数最小化问题，所述适应度函数Fit(f(x))为：
其中，C
max
为f(x)的最大估计值；针对目标函数最大化问题，所述适应度函数Fit(f(x))为：其中，C为适应度函数界限的保守估计值，f(x)表示目标函数。
[0032]所述电能质量优化配置模型的约束条件包括：
[0033]有功功率平衡约束和无功功率平衡约束，表达式为：其中，P
i,G
代表了目标配电网中节点i的总有功发电量；P
i,L
代表了目标配电网中节点i的有功需求；Q
i,G
代表了目标配电网中节点i的总无功发电量；Q
i,L
代表了目标配电网中节点i的无功需求；U
i
代表了目标配电网中节点i的电压幅值，U
k
代表了目标配电网中节点k的电压幅值；G
i
′
,k
′
和B
i
′
,k
′
分别代表了目标配电网中节点导纳矩阵第i
′
行第k
′
列的实部和虚部；θ
i,k
代表了目标配电网中节点i和节点k之间的相角差；
[0034]节点电压约束，表达式为：U
i,min
≤U
i
≤U
i,max
，其中，U
i,min
和U<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，包括以下步骤：建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，得到各个待评估监测点的等级；针对不同待评估监测点的等级，建立基于遗传算法的电能质量优化配置模型，采用电能质量优化配置模型对负载接入下的目标配电网的电能质量进行优化配置。2.根据权利要求1所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，具体为：针对各个待评估监测点，建立电能质量的指标体系并对单项指标进行等级划分；基于待评估监测点的各单项指标的监测值，判断待评估监测点的各单项指标是否合格，若有一项不合格，则将待评估监测点作为不合格等级；若都合格，则建立待评估监测点的电能质量物元模型，并构造关联函数；其中，将电能质量物元模型作为电能质量综合评估模型；设定待评估监测点的各单项指标的权重，并基于权重和关联函数计算关联度；其中，将关联度作为电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度；根据关联度确定待评估监测点的等级。3.根据权利要求1所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对待评估监测点的分级，具体为：针对各个待评估监测点，建立电能质量的指标体系并对单项指标进行等级划分；基于待评估监测点的各单项指标的监测值，判断待评估监测点的各单项指标是否合格，若有一项不合格，则将所述待评估监测点作为不合格等级；若都合格，则确定各项指标的参考样本，所述参考样本的取值为各项指标的取值范围的右边界值；根据各合格的待评估监测点的各单项指标的监测值，建立同向指标矩阵；基于参考样本和同向指标矩阵，建立标准化矩阵；采用取最小值或最大值的方式确定标准化矩阵的各单项指标的最优点和最劣点，以构建电能质量综合评估模型；基于电能质量综合评估模型，计算各合格的待评估监测点到最优点和最劣点的欧式距离；根据各合格的待评估监测点到最优点和最劣点的距离计算各合格的待评估监测点的密切值；其中，将密切值作为电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度；基于密切值确定待评估监测点的等级。4.根据权利要求1所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，所述建立电能质量综合评估模型，并采用所述电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，实现对目标配电
网的待评估监测点的分级，具体为：针对各个待评估监测点，选定电能质量的评估指标并对评估指标进行分级处理，得到分级标准；根据分级标准建立样本集，所述样本集包括各个待评估监测点各评估指标的历史监测值，以及期望输出值；根据期望输出值确定神经网络模型理论输出值；采用样本集和理论输出值对神经网络模型进行训练，并根据训练结果确定神经网络模型的结构，得到电能质量综合评估模型；根据训练结果确定监测点等级的边界值；根据各个待评估监测点各评估指标的监测值，利用电能质量综合评估模型针对电力电子负载对目标配电网的待评估监测点的电能质量影响严重程度进行综合评估，并利用边界值实现对目标配电网的待评估监测点的分级。5.根据权利要求1所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，所述针对不同待评估监测点的等级，建立基于遗传算法的电能质量优化配置模型，采用电能质量优化配置模型对负载接入下的目标配电网的电能质量进行优化配置，具体包括：根据各不同待评估监测点的等级构建不同的适应度函数，得到电能质量优化配置模型，并对中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备进行编码，其中，补偿设备在编码中占两部分，分别为：单组容量大小和分组数；采用遗传算法对电能质量优化配置模型进行求解得到每个中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备对应的补偿方案；基于补偿方案采用前推回代法计算配电网潮流；对于最大负荷水平，根据配电网潮流决定补偿容量，对于其它负荷水平，针对每个中压补偿设备和配变低压侧无功补偿设备对应的补偿方案进行投切模拟，找到最佳补偿方案。6.根据权利要求5所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，构建适应度函数时，针对目标函数最小化问题，所述适应度函数Fit(f(x))为：其中，C
max
为f(x)的最大估计值；针对目标函数最大化问题，所述适应度函数Fit(f(x))为：其中，C为适应度函数界限的保守估计值，f(x)表示目标函数。7.根据权利要求5所述的考虑电力电子负载的配电系统电能质量优化方法，其特征在于，所述电能质量优化配置模型的约束条件包括：有功功率平衡约束和无功功率平衡约束，表达式为：其中，P
i,G
代表了目标配电网中节点i的总有功发电量；P
i,L
代表了目标配电网中节点i的有功需求；Q
i,G
代表了目标配电网中节点i的总无功发电量；Q
i,L
代表了目标配电网中节点i的无功需求；U
i
代表了目标配电网中节点i的电压幅值，U
k
代表了目标配电网中节点k的电压幅值；G
i
′
,k
′
和B
i
′
,k
′
分别代表了目标配电网中节点导纳矩阵第i
′
行第k
′
列的实部和虚部；θ
i,k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，王立岩，徐重酉，宋晓阳，吕广宪，陆一鸣，魏心泉，杜建，周水良，江灏，李海龙，孙雯雯，刘鹏，王国庆，谭璐，
申请(专利权)人：国网上海能源互联网研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：