一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法技术

本发明专利技术公开了一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，涉及电网运维领域。工作日、周末、夏高峰、春节的电力运行不同，需针对不同的运行方式进行相对的调控。本发明专利技术包括以下步骤：读取多种运行方式的典型断面实时数据和运行设备模型、设备参数；建立与多种运行方式对应的电网运行约束；建立目标函数；对多种运行方式下的约束不等式及优化目标建立多套优化模型并进行联合求解；如果优化后的基态潮流收敛，则直接输出配置结果；否则输出最近的优化结果；依据输出的无功补偿容量配置方案，进行电网无功补偿容量优化。本技术方案实现了基于多目标满足多种运行方式的无功补偿容量优化计算，满足了各极端负荷情况下的无功电压调节需求。电压调节需求。电压调节需求。

【技术实现步骤摘要】
一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法


[0001]本专利技术涉及电网运维领域，尤其涉及一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法。

技术介绍

[0002]2014年华东电网陆续投产宾金特高压直流工程、安吉～福州特高压交流工程，标志着浙江电网正式迈入特高压交直流混联运行的新时代。2015～2016年则陆续投产宁绍特高压直流工程以及淮沪特高压北半环工程，华东电网馈入的直流将多达8回，受电规模高达3700万千瓦，浙江电网形成“两交两直”的特高压电网结构，华东电网整体电气联系更为紧密，电网稳定特性发生较大变化，浙江电网将呈现出明显的多馈入特高压交直流混联受端电网特征。
[0003]电压是电能质量的重要指标，网损是电网运行的重要经济指标。为确保用户电压质量，需要对无功电压运行方式进行优化分析研究。主变分接头是电网的重要电压调节手段，有载调压分接头的档位可由AVC实时控制，但是浙江电网绝大部分500kV主变和部分220kV主变为无载调压分接头。无载调压分接头的档位调整必须在主变停电状态下进行，在实际电网运行中500kV和220kV主变难以安排停电，只能利用春节低负荷时段安排停电调整分接头，调整后分接头档位需要适应全年各种电网运行方式。因此，针对无载调压主变分接头档位计划问题，提出优化方案，使变压器各侧电压分布基本合理，对于保证电网电压质量，提高电压合格率具有重要意义。
[0004]工作日、周末、夏高峰、春节的电力运行不同，急需针对不同的运行方式进行相对的调控，以保证用电安全稳定，如作为中国最特殊的假日，春节期间浙江电网无功过剩、电压过高问题突出。春节期间负荷极低，流入电网的充电功率大，感性补偿设备不足，因此只能通过拉停500kV和220kV线路以减少充电功率，机组进相运行来吸收无功。线路拉停、机组进相使得电网可靠性和稳定性降低。同时需要预先制定地区电网功率因数控制目标。需要以消除电压越限为目标进行无功电压运行方式仿真计算，确定春节期间的无功电压控制措施。使得AVC系统能够在春节期间正常运行，减轻调控人员的工作压力，保证春节期间的电压合格率。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，用于提供包括春节期间在内的调节策略，以提高春节期间等的的电压合格率的目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。
[0006]一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，包括以下步骤：
[0007]1)读取多种运行方式的典型断面实时数据,所述的运行方式包括：工作日、周末、夏高峰、春节模式；以支持包括工作日、周末、夏高峰、春节模式在内的典型运行方式；
[0008]2)读取所在电网的运行设备模型，设备参数；并假定所有运行方式下电网的设备
模型及设备参数是相同的；
[0009]3)依据设备模型及多断面实时数据分别建立与多种运行方式对应的电网运行约束；电网运行约束包括节点潮流平衡约束、节点电压约束、变压器档位约束、容抗器状态约束；
[0010]4)建立目标函数，目标函数包括无功补偿容量代价、节点电压越限惩罚、系统网损费用；
[0011]5)对多种运行方式下的节点平衡、各方式下的约束不等式及优化目标建立多套优化模型并进行联合求解；
[0012]6)根据计算结果，进行优化，如果优化后的基态潮流收敛，则直接输出配置结果；否则提示不收敛，并输出最近的优化结果；得到基于多目标满足多种运行方式的无功补偿容量配置方案；
[0013]7)依据输出的无功补偿容量配置方案，进行电网无功补偿容量优化。
[0014]由于电网的运行设备通常保持稳定，因此可假定所有运行方式下电网的设备模型及设备参数是相同的，因此只需要一套模型和参数即可。
[0015]作为优选技术手段：在步骤5)中，考虑各运行方式下电网运行的安全性约束，以立无功补偿容量代价最小、节点电压越限和系统网损最低为综合优化目标建立非线性规划优化问题并进行联合求解，得到电网的无功补偿容量优化结果。
[0016]作为优选技术手段：以各运行方式下电网运行的安全性作为约束条件，以同时考虑无功补偿容量代价在内的多个优化化目标，其表达式为:
[0017][0018]s.t.
[0019][0020]式中，w
r
为电抗器单位容量成本；w
c
为无功补偿器单位容量成本；R
i
为节点i需配置的电抗器容量；C
i
为节点i需配置的无功补偿器容量；S
slack
表示平衡机的集合，平衡机的出力之和事实上对应于网络损耗；和C
j
分别表示补偿器j优化前后的运行状态，0表示退出，1表示运行，W
Cj
表示补偿器j的调节代价，表于补偿器优化前状态为已知值，故优化问题可以根据确定的W
Cj
符号；和t
k
分别表示有载调压抽头k优化前后的抽头位置，W
Tk
表示分
接头调整的权重，在优化计算前需要根据电网当前的无功电压运行状态预先选择抽头的期望调整方向，并进而确定W
Tk
的符号。上标k表示运行方式编号，SK为运行方式集；的符号。上标k表示运行方式编号，SK为运行方式集；和分别表示运行方式k下节点i的电压幅值、电压相位、电源有功注入、电源无功注入、有功负荷和无功负荷；为运行方式k下补偿节点i的并联电纳；运行方式k下变压器有载调压抽头i的标么变比；SN为所有拓扑点的集合；SG为所有机端拓扑点的集合；SC为并联补偿设备的集合；ST为变压器有载调压抽头的集合。
[0021]作为优选技术手段：在步骤4)中，根据容抗器的单位容量价格，建立无功补偿容量代价计算式；根据系统网损的费用，建立网损费用的计算式；根据现在离散设备的调节费用，分别计算无功补偿费用的计算式和变压器档位调节费用的计算式，计算获得对应的权重后，建立兼顾上述三者的综合多目标函数。
[0022]有益效果：本技术方案针对电网多种运行方式，尤其是包括春节模式、工作日、周末、高峰等在内的特殊负荷运行方式，以满足各种运行方式下的电网节点平衡、电压无功安全稳定性作为约束条件，同时考虑无功补偿容量配置代价最小、电网重要考核电压合格率最高、关口无功满足电压无功优化网损最小需求等多个优化目标的优化计算方法。实现了基于多目标满足多种运行方式的无功补偿容量优化计算，满足了各极端负荷情况下的无功电压调节需求。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0024]以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0025]如图1所示，本专利技术包括步骤：
[0026]1)读取多种运行方式的典型断面实时数据,所述的运行方式包括：工作日、周末、夏高峰、春节模式；以支持包括工作日、周末、夏高峰、春节模式在内的典型运行方式；
[0027]2)读本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，其特征在于包括以下步骤：1)读取多种运行方式的典型断面实时数据,所述的运行方式包括：工作日、周末、夏高峰、春节模式；以支持包括工作日、周末、夏高峰、春节模式在内的典型运行方式；2)读取所在电网的运行设备模型，设备参数；并假定所有运行方式下电网的设备模型及设备参数是相同的；3)依据设备模型及多断面实时数据分别建立与多种运行方式对应的电网运行约束；电网运行约束包括节点潮流平衡约束、节点电压约束、变压器档位约束、容抗器状态约束；4)建立目标函数，目标函数包括无功补偿容量代价、节点电压越限惩罚、系统网损费用；5)对多种运行方式下的节点平衡、各方式下的约束不等式及优化目标建立多套优化模型并进行联合求解；6)根据计算结果，进行优化，如果优化后的基态潮流收敛，则直接输出配置结果；否则提示不收敛，并输出最近的优化结果；得到基于多目标满足多种运行方式的无功补偿容量配置方案；7)依据输出的无功补偿容量配置方案，进行电网无功补偿容量优化。2.根据权利要求1所述的一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，其特征在于：在步骤5)中，考虑各运行方式下电网运行的安全性约束，以立无功补偿容量代价最小、节点电压越限和系统网损最低为综合优化目标建立非线性规划优化问题并进行联合求解，得到电网的无功补偿容量优化结果。3.根据权利要求2所述的一种满足多运行方式的电网无功补偿容量优化方法，其特征在于：以各运行方式下电网运行的安全性作为约束条件，以同时考虑无功补偿容量代价在内的多个优化化目标，其表达式为:s.t.式中，w
r
为电抗器单位容量成本；w
c
为无功补偿器单位容量成本；R
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【专利技术属性】
技术研发人员：虞伟，陈波，李赢，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司舟山供电公司，
类型：发明
国别省市：