基于HELM灵敏度计算的配电网无功优化方法与流程

文档序号:19280197发布日期:2019-11-29 22:50阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于helm灵敏度计算的配电网无功优化方法,其特征在于该方法的具体步骤是:

步骤(1)建立配电网的无功优化模型;

步骤(2)利用helm方法计算配电网潮流,并计算出配电网电压对各节点注入有功功率和无功功率的灵敏度;

步骤(3)排序找出灵敏度最大的点,其中helm计算的灵敏度包含了非线性因素;

步骤(4)确定所有无功待补偿节点集后,再利用遗传算法进行确定补偿点的补偿容量,避免前补偿节点的容量过补偿;

所述的利用helm计算出配电网网损对各节点注入有功功率和无功功率的灵敏度,具体为:

要求得电压对节点注入功率的灵敏度,即要求

其中pj表示节点j注入的有功功率,vi表示节点i处的电压,qj表示节点j注入的无功功率,ci[n]表示helm潮流计算中的i节点电压的第n个电压分项;

(1)由计算过程可知,ci[0]与注入功率无关,因此,,均为0;

方程两边对pj,qj求偏导,得到

当j=i时,

当j!=i时,

联立求解,解出

(2)由

可知

由此推出

(3)同理,由

方程两边对pj,qj求偏导,得到:

当j=i时,

当j!=i时,

求出

(4)由

推出

(6)算出所有的

(7)根据定义算出电压对注入功率的非线性灵敏度。

2.根据权利要求1所述的基于helm灵敏度计算的配电网无功优化方法,其特征在于:

建立配电网的无功优化模型具体为:

式中:kd为系统的有功电价;pl为有功损耗;τ为该负荷水平下的运行时间;qi为节点i的无功补偿容量;pc为无功补偿容量的单价;kα为无功补偿装置的折旧维修率;kγ为无功补偿装置的投资回收率;λv为电压越限罚因子;vilim为电压上限或下限,当vi>vimax时,vilim=vimax;当vi<vimin时,vilim=vimin,当vimin<vi<vimaz时,取vi-vilim=0;

约束条件:

1)系统潮流约束方程

无功补偿容量的确定必需满足系统潮流方程约束条件;

式中:pi、qi、vi分别为节点i处的注入有功、无功和电压;gij、bij、δij分别为节点i、j之间的电导、电纳和相角差;n为节点总数;

2)变量的约束条件

无功优化问题中的变量可分为控制变量和状态变量;

控制变量为无功补偿容量qcj,约束条件如下:

qcjmin≤qcj≤qcjmax

qcjmax、qcjmin分别为补偿点补偿容量上下限,j=1,2,…,m,,一般受投资和安装空间限制;

状态变量包括节点电压uj、不等式约束条件如下:

ujmin<uj<ujmax

ujmax、ujmin分别为节点电压上下限,j=1,2,…,n,;该不等式表示约束边界条件。

3.根据权利要求1所述的基于helm灵敏度计算的配电网无功优化方法,其特征在于:利用helm方法计算配电网潮流,具体为:由节点功率方程

其中yik为节点i与节点k之间的导纳;si为i节点的注入视在功率,vi表示节点i处的电压,vk表示节点k处的电压,m表示该网络的所有节点,n表示该网络的节点个数;

构造一个内嵌纯虚函数

假设

其中ci[n]表示helm潮流计算中的i节点电压的第n个电压分项;s表示频域的算子;

当s=0时,得到:

由这个公式求出ck[0];

根据s级数的系数相等,知道dk[0]=1/ck[0];

当s阶数为1时求出ck[1];

根据s级数的系数相等,得到

从而得到当s=1时,得到潮流的解。


技术总结
本发明公开了基于HELM灵敏度计算的配电网无功优化方法。本发明首先利用HELM计算配电网潮流,然后根据基于HELM的灵敏度计算方法计算出电压非线性灵敏度。其次排序找出无功待补偿节点集外非线性灵敏度最大的点,确定无功待补偿节点集。最后根据遗传算法算出补偿点对应的无功补偿量。本发明利用HELM法考虑了灵敏度的非线性因素,在目标函数中采用非线性灵敏度计算电压偏差,考虑了系统非线性对于目标函数的影响,补偿方案降低系统网损更多,投资更少,经济性更好。

技术研发人员:高慧敏;陈建琳;张巍巍;罗平;汪义旺
受保护的技术使用者:杭州电子科技大学
技术研发日:2019.07.12
技术公布日:2019.11.29
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