一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法与流程

本发明属于电网优化运行技术领域，尤其是涉及一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法。

背景技术：
随着高新技术产业的飞速发展，在现代工业生产中，电压敏感负荷在各用电部门中得到了广泛应用。敏感负荷主要有可编程逻辑控制器、调速驱动装置、交流接触器、个人计算机等。电压暂降虽然未造成系统和电力用户之间的完全电力中断，当电压暂降的幅值和持续时间超过敏感负荷的关键控制设备的耐受能力时，会造成可编程逻辑控制器失灵、接触器脱扣、计算机存储数据丢失，造成生产线上流水线上被加工的产品报废，或者电机停机，尤其对于生产自动化程度高的大型企业，任一设备的作业中断都将可能导致整个流水线、甚至全厂作业的中断，造成至少1小时至数小时的生产停顿，致使生产线需要重新启动。一次意外的生产中断事故将给企业带来难以估计的经济损失。电压暂降给国内的石化、冶金、煤矿、半导体，以及汽车、制药、纺织等行业带来的经济损失和危害是十分严重的，造成了几十亿的年直接经济损失，所导致的间接损失更是无法估量。通常电力调度员根据运行情况进行开关操作来调整电网的运行方式，一方面平衡负荷，消除过载，提高供电质量，另一方面降低网损，提高系统的经济性。传统的运行方式调整主要以降低网损和无功优化等为目标函数，没有考虑电网电压暂降的情况，由于现代化生产中电压暂降问题越来越突出，因此传统的运行方式调整已经不能满足现代化生产对电能供应的要求。运行方式的调整有必要考虑如何缓解电网的电压暂降，以母线和支路故障造成电网电压暂降最小为目标，以降低网损和无功优化等为约束的运行方式优化方法有待提出。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，既考虑了网损又能缓解电压暂降的影响，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，本发明采用的技术方案是：一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、电网可选运行方式确定：根据待优化电网中各支路上是否安装开关与所安装开关的状态，对所述待优化电网的所有可选运行方式进行确定；所述可选运行方式的总数量为3W种，其中W为所述待优化电网中支路的数量；3W种所述可选运行方式分别为所述待优化电网在3W种不同的支路开关状态时的运行方式，3W种所述可选运行方式分别与3W种不同的所述支路开关状态一一对应；3W种所述支路开关状态中第q种所述可选运行方式对应的所述支路开关状态记作αq＝[α1,q,α2,q,…αr,q,…,αW,q]；其中，q为所述可选运行方式的编号，q为正整数且q＝1、2、…、3W；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；αr,q为第q种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路的开关状态变量，αr,q＝0、1或2，αr,q＝0表示第q种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上不安装开关，αr,q＝1表示第q种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于闭合状态，αr,q＝2表示第q种可选运行方式下所述待优化电网中第r条支路上安装开关且所安装开关处于断开状态；步骤二、可行性判断：对步骤一中3W种所述可选运行方式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式分别进行可行性判断，从3W种所述可选运行方式中筛选出可行运行方式；对任一种所述可选运行方式进行可行性判断时，根据潮流计算得出的该可选运行方式下所述待优化电网中各条母线的电压进行判断：当该可选运行方式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式为可行运行方式，否则判断为该可选运行方式为不可行运行方式；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、经济性判断：对步骤二中筛选出所有可行运行方式分别进行经济性判断，并根据经济性判断结果，从所有可行运行方式中筛选出经济运行方式；本步骤中，所筛选出经济运行方式的数量为H，其中H为正整数；对任一种所述可行运行方式进行经济性判断时，根据该可行运行方式下所述待优化电网的网损率进行判断：当该可行运行方式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式为经济运行方式；否则，判断为该可行运行方式为不经济运行方式；其中，γset为预先设定的网损率判断阈值；步骤四、优化性判断，过程如下：步骤401、电网运行方式评估指标计算：对步骤三中筛选出的H种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标分别进行计算；其中，对第h种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式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种所述经济运行方式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种经济运行方式下编号为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为所述经济运行方式的编号，h为正整数且h＝1、2、…、H；中第i行元素表示第h种经济运行方式下编号为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种经济运行方式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种所述经济运行方式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种经济运行方式下编号为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种经济运行方式下编号为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种经济运行方式下编号为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种所述经济运行方式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；根据进行确定；所述的为第h种所述经济运行方式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种所述经济运行方式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种经济运行方式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种经济运行方式下第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、电网运行方式评估指标计算：根据公式计算第h种经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标，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、多次重复步骤4011至步骤4014，直至获得H种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标；步骤402、优化运行方式确定：对步骤4015中获得的H种所述经济运行方式下所述待优化电网的电网运行方式评估指标进行比较，选取电网运行方式评估指标数值最小的所述经济运行方式作为所述待优化电网的优化运行方式。上述一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法，其特征是：步骤4013中对进行确定前，先沿第h种所述经济运行方式下所述待优化电网中第r条支路的电流流向在第r条支路上选取n个节点，所选取的节点中包括第r条支路的末端点；n个所述节点呈均匀分布。上述一种缓解电压暂降的电网运行方式优化方法，其特征是：步骤4014中所述的λm为所述待优化电...