智能电网节能优化综合测评方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种智能电网节能优化综合测评方法，应用于电力监测领域。
【背景技术】
[0002] 在配电网监控管理系统中，为了降低线路损耗、提高配电台区末端电压及资产利 用率，提供优质电力服务，满足客户对电能质量的更高要求，需要计算最佳无功补偿位置 和最小补偿量，在最佳位置补偿无功可W达到使用最小补偿量获得较好的电压质量和较小 网损的效果；
[0003] 为达到上述目的，需要配电台区系统建模、优化算法、潮流计算、网损分析、图形界 面；配电线路数据通过EXC化表格导入到软件中，软件根据杆塔拓扑关系搭建相应的低压 线路系统模型；根据线路之间互感特性和杆塔装机容量，形成低压线路系统数学模型，W低 压线路每一个杆塔作为一个最佳无功补偿候选点，将实际最佳无功补偿位置选择问题抽象 为一个杆塔电压连续变化量和无功补偿容量、补偿地点离散的多目标优化问题，用现代内 点法应用到电力系统优化潮流计算中，在全局优化目标下计算最优的无功位置和最小补偿 量；上述过程中的潮流计算是最为关键的一环；
[0004] 而现在常用的S相潮流计算可分为回路阻抗法、前推回代法，S.KGoswami和S.K Basil在1991年提出的回路阻抗法W回路电流为变量，从馈线根节点到每一个负荷点形成 一条回路，根据基尔霍夫电压定律，列回路电流方程，该方法处理网孔能力较强，但节点和 支路编号处理复杂。前推回代法最初是从手算算法发展而来的，当用来进行福射状配电网 的潮流计算时，该算法的效率是所有算法中最高的，占用内存也很少，前推回代法由于自身 的优点在国外已被不断改进且应用于与生产实际中，它的缺点是，当应用于环状网络时需 要进行特殊的处理；
[0005] 为此一种能够解决该些问题的全新测评方法，W获取较好的电压质量和较小网 损。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种线路损耗降低的智能电网节能优化综 合测评方法。
[0007] 本发明的目的是该样实现的：
[0008] -种智能电网节能优化综合测评方法，所述方法的步骤为：
[0009] 步骤一、将配电网的网络参数输入配电网管理系统；
[0010] 步骤二、潮流计算：
[0011] 步骤1、计算机从配电网管理系统中获取配电网的网络参数，
[0012] 步骤2、形成配电网的树枝集合和连枝集合，其具体形成步骤如下：
[0013] 步骤2. 1、通过步骤1获取的网络参数得到节点集合和边集合；
[0014] 步骤2. 2、置节点集合中所有节点的是否被处理标志位为化Ise(即表示还没有处 理过）；初始化堆找，将节点集合中的根节点压入堆找，并置根节点的是否被处理标志位为True,初始化树枝集合和连枝集合为空；
[0015] 步骤2. 3、若堆找为空，跳转至步骤2. 6,否则执行步骤2. 4 ;
[0016] 步骤2. 4、从堆找中弹出节点，该节点为节点一，遍历与该节点相连的边，与该边相 连的另一节点为节点二，若节点二的是否被处理标志位为化Ise，则将该边加入到树枝集 合，将节点二压入堆找，并置节点二的是否被处理标志位为True;
[0017] 步骤2. 5、跳转至步骤2. 3;
[0018] 步骤2. 6、将边集合中除树枝集合外的边放入连枝集合中；
[0019] 步骤2. 7、遍历每条连枝，利用步骤1得到的网络参数，获得连枝的支路导纳矩阵；
[0020] 步骤3、重新编号，编号步骤为：
[0021] 步骤3. 1、将连枝从边集合中移除；
[0022] 步骤3. 2、初始化数据：
[0023] 置队列为空，置当前整数为1，置根节点的新编号为1，将节点集合中的根节点放 入队列中，置根节点的是否被处理标志位为True;
[0024] 步骤3. 3、如果队列为空，跳转至步骤4,否则，从队列的对首取出节点，并将该节 点设为当前节点；
[00巧]步骤3. 4、从边集合中取出与当前节点相连的边，通过改变获得与当前节点相连的 节点，将该节点设置为子节点，若子节点的是否被处理标志位为化Ise，则将当前整数累加 1，并将累加后的当前整数置为该子节点的新编号，同时将该子节点存入队列的队尾；
[0026] 步骤3. 5、跳转至步骤3. 3;
[0027] 步骤4、初始化；遍历所有连枝，在有连枝相连的节点上设置一个虚拟恒电流负 荷，电流值置为0,使用数组initialV存储节点电压，置数组initialV中元素为对应节点的 额定电压，预置e、e1分别为足够小的常数，
[0028] 步骤5、置各节点初始电压为initialV;
[0029] 步骤6、对由树枝组成的福射状网络使用前推回代法计算各节点电压和支路电 流；
[0030] 步骤6. 1、按节点编号从大到小的顺序遍历所有节点，设当前节点为currentN，如 果currentN没有父节点，即currentN是根节点，则转到步骤6. 2 ;否则，设currentN与父 节点之间的支路为br，利用公式I= (S/V)*计算currentNode流入负荷的电流，其中S是 负荷功率，V为节点电压，*号表示共辆，br的电流为流入负荷的电流加上WcurrentN为父 节点的树枝上的电流，遍历WcurrentN为父节点的所有树枝，计算得到br上的电流；
[0031] 步骤6. 2、置实数deltaV为无穷小，按节点编号从小到大的顺序遍历所有节点， 设当前节点为currentNo,从节点集中获得currentNo的子节点，遍历currentNo的子节 点，设当前子节点为sonNo,设州rrentNo与sonNo之间支路为bra,Ibra为6. 1计算所 得bra的电流，设sonNo的当前节点电压为VsonNol，更新sonNo的节点电压为VsonNo= V州rrentNo-Zbr*扣ra，其中V州rrentNo为currentNo的电压，Zbra为支路bra的阻抗矩 阵，设VsonNo与VsonNol对应相位差值的模最大值为a,如果deltaV<a，贝Ij置deltaV=a; [003引步骤6.3、如果deltaV<e1，转到步骤7,否则转到6.1 ;
[0033] 步骤7、置最大偏差delta为无穷小，遍历所有连枝，设当前连枝为branch,branch 两端节点为nl和n2,nl上虚拟恒电流负荷loadl，n2上虚拟恒电流负荷为load2,步骤6 得到的计算结果中取出branch两端的电压VI和v2,设branch导纳矩阵为Y，利用公式I =Y*(vl-v2)，计算出支路电流I，设loadl电流值为Iloadl，load2电流值为Iload2,设 Iloadl与Iload2对应相位差值的模的最大值为b，如果delta<b，置delta=b;
[0034] 步骤8、如果delta<e，输出节点电压和支路电流结果，退出杏则，进入步骤9 ; [00巧]步骤9、遍历所有连枝，设当前连枝为branch,branch两端节点为nl和n2,更新nl 上虚拟恒电流负荷的电流值为I，n2上虚拟恒电流负荷的电流值为-I;
[0036] 步骤10、将步骤6计算所得各节点电压存入initialV中；
[0037] 步骤11、转到步骤5;
[0038] 步骤=、根据步骤二潮流计算获取的各节点电压值，计算出无功补偿优化后，低压 电力系统中各个节点的电压值。
[0039] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0040] 随着电子技术的快速发展，无功补偿技术中电子技术的应用也越来越多，目前发 展的方向正在向着智能化的方向发展。新型智能化无功补偿技术采用固定补偿与动态补偿 相结合的方式来适应社会的发展后复杂的负载类型，而新型智能型无功控制策略采集S相 电压、电流信号，跟踪系统中无功的变化，W无功功率为控制物理量，W用户设定的功率因 数为投切参考限量，依据模糊控制理论智能选择电容器组合，智能投切是针对星一角结合 情况，W解决用电高峰期线路中出现的低电压和功率因数偏低等问题，为供电管理部口提 供一种线路优化策略的理论指导，解决低压系统中面临的电力难题，提高电力设备的资产 利用率。
[0041] 本专利运用现代内点法等计算方法解决低压线路杆塔电压连续变化、补偿容量和 补偿点离散变化的无功多目标优化问题；在低压线路中、W策略计算结果指导末端安装无 功定补偿和动态补偿装置，W获得提高电压和降低线路损耗目的；W实际电压与额定电压 之差最小和无功调节量最小为目标函数，考虑电压上下界约束，W低压线路每一个杆塔作 为一个最佳无功补偿候选点，将实际最佳无功补偿位置选择问题抽象为一个多目标优化问 题，采用多种优化的计算方法，如；内点法、穷举法、罚函数法等进行计算，在多个低压线路 节点中，寻找出最佳的补偿点，W最小的补偿量达到预期目标，解决用电高峰期线路中出现 的低电压和功率因数偏低等问题，W达到低压线路提高电压和降低线路损耗目的。
[0042] 同时，本专利根据线路之间互感特性和杆塔装机容量，形成低压线路系统数学模 型，W低压线路每一个杆塔作为一个最佳无功补偿候选点，将实际最佳无功补偿位置选择 问题抽象为一个杆塔电压连续变化量和无功补偿容量、补偿地点离散的多目标优化问题， 用现代内点法应用到电力系统优化潮流计算中，在全局优化目标下计算最优的无功位置和 最小补偿量；
[0043] 通过对典型供电台区的研究，得到各种典型类型台区相应的影响最佳无功补偿策 略的主要因数，并在此基础上设计实用的无功补偿策略计算方案，该方案只要简化后的数 据输入即可给出计算出无功补偿策略。通过大量的模型研究和实际应用，研究出一种低压 线路无功定补偿与动补偿相结合的优化无功补偿方法，获得电压提高和降低线路损耗目 的。
[0044] 同时，配电网正常情况下呈现福射状网络结构，但在某些特殊的运行方式下（如 故障处理和网络重构），可能会出现短时间的环网运行，最常见的是单环网形式。为了计算 环状配电网的潮流，本发明提出一种基于补偿电流的环状配电网潮流获得方法。该方法首 先分析出环状配电网络的树枝和连枝，接着通过两层迭代来解决潮流问题，内层迭代用前 推回代法计算有树枝组成的纯福射状网络潮流，外层迭代不断修正连枝两端节点的注入电 流达到整体收敛；从而实现对环状配电网络的分析计算，有助于提高配电网络的整体监控 能力。
【附图说明】
[0045] 图1为本发明智能电网节能优化综合测评方法中潮流算法的流程图。
[0046] 图2为本发明智能电网节能优化综合测评方法中环状测试配电网络的结构图。
[0047] 图3为本发明智能电网节能优化综合测评方法中图2所示环状测试配电网络的树 枝部分的结构图
[004引图4为福射状配电网络局部。
【具体实施方式】
[0049] 参见图1，本发明设及的一种智能电网节能优化综合测评方法，该方法的步骤为：
[0050] 步骤一、将配电网的网络参数输入配电网管理系统；
[0051] 步骤二、潮流计算：
[0052] 步骤