【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统优化领域，尤其涉及一种基于分布区间优化的电力系统无功优化方法及计算机介质。
技术介绍
1、电力系统无功优化在确保电网安全、提高电压质量和减少电能损耗等方面具有至关重要的作用。近年来，风电、光伏等可再生能源的大规模并网，可再生能源的波动性和间歇性为电力系统带来了很强的不确定性，同时电力交易的频繁进行和电力负荷的多样化进一步增强了电力系统的不确定性。电力系统不确定性的增强导致电力系统的无功优化问题变得更加复杂且不确定。
2、传统的无功优化方法大多基于确定性优化模型，假设系统参数已知且确定，难以适用于当前背景下的电力系统，因此，越来越多学者将不确定性优化方法引入到电力系统无功优化中，形成了随机规划法、鲁棒优化法和区间优化法三类主要不确定性无功优化方法。随机规划法中，将不确定性参数视为遵循特定分布的随机变量，从而将无功优化模型转化为期望模型或机会约束规划模型，通过这种方式，能够获得在一定置信水平下，满足约束条件和优化目标的无功电压控制方案。然而，随机规划法需要不确定数据的概率分布信息，需要通过历史数据统计或经验模型生成大量场景，建模过程较粗糙且计算效率较低，同时不能保证不确定环境下电网电压的安全。鲁棒优化法不要求假设不确定性数据的概率分布，而是基于给定的不确定集，寻求在所有场景下都能满足约束条件的优化方案，虽然鲁棒优化提供的方案通常较为保守，能够应对不确定集内的各种不确定性，解决了随机规划方法在建模和计算时间上的复杂性，提升了方案的实际可行性，但在经济性方面则相对较弱；此外，由于无功优化属于非凸问题，鲁
3、区间优化法中，将不确定性数据表示为区间建立优化模型，在区间优化模型中，状态变量表示为区间，控制变量为实数，寻求使状态变量满足约束条件且目标函数最优的控制变量。区间优化法建模简单，无需近似凸化处理，且获得策略在理论上能保证系统的安全。现有的区间优化法包括：智能算法求解方法，如采用遗传算法和粒子群算法等寻优以获得最优控制变量；近似优化方法，如通过区间泰勒展开区间无功优化，构造线性或二次规划的区间无功优化模型，降低求解难度；其他转化方法，如采用安全限定义法将区间模型转化为确定性模型进行求解。现有的区间优化法在处理模型中的状态变量时，均通过区间潮流算法求解区间潮流方程获得状态变量区间，可见区间潮流方程的求解在无功优化模型的处理中占有至关重要的地位。然而，现有的区间潮流算法获得的区间潮流解均偏保守，由于考虑了发生概率极低的极端场景，导致偏离真实范围，工程意义不大；同时这种情况下得到的区间无功优化策略经济性也较差。
4、因此，亟需一种新的技术方案，用以解决如何提升高新能源渗透率电力系统无功优化方法的精度、实用性和经济性的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于分布区间优化的电力系统无功优化方法及计算机介质，用以解决如何提升高新能源渗透率电力系统无功优化方法的精度、实用性和经济性的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，包括以下步骤：
3、s1、构建第一模型；第一模型包括高新能源渗透率电力系统的区间无功优化模型；区间无功优化模型包括目标函数、第一约束和区间潮流方程约束。
4、s2、根据区间潮流方程约束结合分布区间潮流算法得到第一状态变量区间。
5、s3、根据第一状态变量区间结合安全限定义法将第一模型进行转化，得到第二模型；第二模型包括确定性优化模型。
6、s4、根据第二模型结合原对偶内点法得到无功电压控制策略。
7、优选的，目标函数包括：
8、以系统网络损耗为目标函数，包括：
9、；
10、其中，表示系统所有节点集合；和分别表示节点和节点；和分别表示节点和节点的电压幅值；为系统节点导纳矩阵的实部；，和分别表示节点和节点的电压相角。
11、优选的，区间潮流方程约束包括：
12、；
13、其中，表示系统节点导纳矩阵的虚部；表示可再生能源机组有功出力区间；和分别表示可再生能源机组有功出力区间的下边界和上边界；表示不包含平衡节点的发电机节点；表示平衡节点，一般系统中包括一个平衡节点；时，表示不包含平衡节点的发电机节点有功负荷；时，表示平衡节点的有功负荷；表示平衡机组有功出力；时，和分别表示不包含平衡节点的发电机节点无功出力和无功负荷；时，和分别表示平衡节点的无功出力和无功负荷；平衡节点和发电机节点的有功负荷和无功负荷为确定性数据；和分别表示负荷节点的有功负荷区间和无功负荷区间；和分别表示负荷节点有功负荷区间的下边界和上边界；和分别表示负荷节点无功负荷区间的下边界和上边界；表示负荷节点；表示节点的无功补偿容量。
14、优选的，第一约束包括：
15、；
16、其中，和分别表示节点电压幅值的下限和上限；和分别表示平衡机组有功出力的下限和上限；时，和分别表示不包含平衡节点的发电机节点无功出力的下限和上限；时，和分别表示平衡节点的无功出力的下限和上限；表示变压器变比；和分别表示变压器变比的下限和上限；表示变压器支路；和分别表示无功补偿容量的下限和上限；表示无功补偿节点。
17、优选的，s2包括：
18、通过分布区间潮流算法对区间潮流方程约束进行处理：
19、假设系统中节点总数为，除平衡节点外的发电机节点总数为；将区间潮流方程约束中的状态变量和表示为仿射形式；状态变量和的第一仿射表达式包括：
20、；
21、；
22、；
23、其中，和分别表示和的区间中点，可在系统注入功率区间中点处求解潮流方程取得；和为仿射噪声元，取值范围均为；和为灵敏度系数。
24、根据第一仿射表达式建立第三模型，第三模型包括区间潮流方程约束的场景优化模型，包括：
25、；
26、采用内点法求解第三模型，得到仿射噪声元最大值和最小值，进而得到高精度的状态变量仿射表达式，即得到状态变量和的第二仿射表达式：
27、；
28、；
29、；
30、对于区间的仿射表达式，噪声元变量和在区间内服从均匀分布，则第二仿射表达式可视为一系列均匀分布的叠加，且各式中每一项之间相互独立，即满足中心极限定理，和的取值近似服从正态分布；根据均匀分布的性质，得到第二仿射表达式中每一项的方差，包括：
31、；
32、；
33、；
34、其中，表示从或中任选其一。
35、根据方差得到状态变量和的标准差：
36、；
37、；
38、；
39、由于和的取值近似服从正态分布，根据正态分布性质得到状态变量置信度0.9973的置信区间：
40、；
41、；
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【技术保护点】
1.一种基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述区间潮流方程约束包括：
3.根据权利要求2所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述第一约束包括：
4.根据权利要求3所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述S2包括：
5.根据权利要求4所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述S3包括：
7.根据权利要求6所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述S4包括：
8.根据权利要求7所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，还包括：
9.一种计算机介质，其特征在于，包括处理器、存储器和实现上述权利要求1至8任一项所述方法的计算机程序。
【技术特征摘要】
1.一种基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述区间潮流方程约束包括：
3.根据权利要求2所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述第一约束包括：
4.根据权利要求3所述的基于分布区间优化的电力系统无功优化方法，其特征在于，所述s2包括：
5.根据权利要求4所述的基于分布区间优化的电力...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘乾，张聪，王大鹏，帅智康，朱利鹏，李佳勇，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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