专利名称：基于电网实时数据的实用化分层分区无功优化方法
技术领域：
本发明属于电网无功优化控制技术领域，尤其涉及一种基于电网实时数据的无功优化方法。
背景技术：
自智能电网的概念提出以来，国家电网公司对其给予了高度重视，并提出了建设有中国特色的坚强智能电网的战略发展目标。而通过无功优化的手段提升电网的电能质量、降低全网有功损耗，作为建设智能电网的一项不可或缺的工作，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。所谓电网无功优化控制问题是指在电力系统无功电源较为充裕的情况下，通过调节发电机机端电压、调整变压器抽头和改变无功补偿装置的补偿量等措施来调整无功潮流，使得系统电压值合格的同时，全网的有功损耗最小。因此电压无功优化控制是一个复杂的非线性规划问题，具有大规模、多约束、多目标和控制变量离散等特点。但在实际运行中， 由于无功功率不能远距离传送，无功补偿通常采用“就地补偿”的原则，故适于分层分区进行优化计算。另外，现有的比较成功的电压无功控制方案也说明，将电网“分而治之”能够有效地降低控制的复杂性，同时满足实时性和可靠性的要求。目前，传统的无功优化控制方法主要包括线性规划法、非线性规划法、混合整数规划法、牛顿法、灵敏度分析法和二次型法等。但是，这些方法都或多或少地存在计算量大、收敛性差、稳定性不好和容易陷入局部最优解而提早收敛的问题。尤其是纯粹地使用非线性规划法和线性规划法时，会存在“维数灾”的问题，不太可能处理复杂的大系统。为此，对电网进行合理的分层分区以减少区内冗余节点，选择稳定有效的计算方法，对提高无功优化计算的效率极为重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于电网实时数据的实用化分层分区无功优化方法，用于解决传统的无功优化控制方法存在的问题。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种基于电网实时数据的无功优化方法，其特征是所述方法包括步骤1 读入数据信息；所述数据信息包括电网静态参数、约束条件和电网实时数据；所述电网静态参数和约束条件是能量管理系统所提供的用于电网静态分析的数据；所述电网实时数据是由能量管理系统输出的反应电网实时运行状态的计算数据；步骤2 从读入数据信息中获取用于潮流计算的有效数据；步骤3 确定优化方式并根据优化方式对有效数据进行筛选；步骤4:采用基于改进的免疫遗传算法的无功优化方法进行计算，获得无功优化的结果。所述优化方式包括全网优化方式、分层优化方式和分区优化方式。
所述根据优化方式对有效数据进行筛选具体是，当优化方式为分层优化方式时， 将有效数据按照电压等级分类，对变压器或线路的边界节点进行等值，最终形成用于无功优化计算的数据。所述根据优化方式对有效数据进行筛选具体是，当优化方式为分区优化方式时， 在有效数据中，选择待优化区域的边界联络线路和待优化区域内的任意变电站，将待优化区域从整个电网中划分出来，再通过对边界节点的等值，最终形成用于无功优化计算的数据。所述改进的免疫遗传算法的目标函数为
权利要求
1.一种基于电网实时数据的实用化分层分区无功优化方法，其特征是所述方法包括 步骤1 读入数据信息；所述数据信息包括电网静态参数、约束条件和电网实时数据；所述电网静态参数和约束条件是能量管理系统所提供的用于电网静态分析的数据；所述电网实时数据是由能量管理系统输出的反映电网实时运行状态的计算数据； 步骤2 从读入数据信息中获取用于潮流计算的有效数据； 步骤3 确定优化方式并根据优化方式对有效数据进行筛选； 步骤4 采用基于改进的免疫遗传算法的无功优化方法进行计算，获得无功优化的结^ ο
2.根据权利要求1所述的基于电网实时数据的无功优化方法，其特征是所述优化方式包括全网优化方式、分层优化方式和分区优化方式。
3.根据权利要求2所述的基于电网实时数据的无功优化方法，其特征是所述根据优化方式对有效数据进行筛选具体是，当优化方式为分层优化方式时，将有效数据按照电压等级分类，对变压器或线路的边界节点进行等值，最终形成用于无功优化计算的数据。
4.根据权利要求3所述的基于电网实时数据的无功优化方法，其特征是所述根据优化方式对有效数据进行筛选具体是，当优化方式为分区优化方式时，在有效数据中，选择待优化区域的边界联络线路和待优化区域内的任意变电站，将待优化区域从整个电网中划分出来，再通过对边界节点的等值，最终形成用于无功优化计算的数据。
5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的基于电网实时数据的无功优化方法， 其特征是所述改进的免疫遗传算法的目标函数为N N/00 = pLOSS =Ev^vAgU c0s3U +Β Sin^ )；=1等式约束为N^ = KTvMcos bU sms^J=INQi = KZVj(Gijsin _ β cos )J=I不等式约束为τ .ι m ιQ c i m in VG i m inF ,.m^ T1 < Tim^ U Qc^ VGl ^ Vg< V . < V . in in _ι _/maxQr < O r < OrG / m ι ηG ι^ G / m a χ其中，Vi为线路首端节点i的电压幅值，Vj为线路末端节点j的电压幅值，δ u为线路首末端节点i、j的电压相角差，Ti为可调变压器分接头的位置，Qci为容性无功补偿容量， Vci为发电机机端电压，Qei为发电机的无功出力，P·电网的有功损耗，Gij是线路(i，j)的电导，Bij是线路(i，j)的电纳，N是系统的节点数，Pi是节点注入的有功功率，Qi是节点注入的无功功率，Timax是变压器分接头的最高档位，Timin是变压器分接头最低档位，Odmax和 Qcifflin分别是节点无功补偿量的上限和下限，Vcifflin和Veimax分别是发电机机端电压的上和下限，Vimin和Vimax分别是节点电压的上限和下限，Qeimin和Glgimax分别是发电机无功出力的上限和下限。
全文摘要
本发明公开了电网无功优化控制技术领域中的一种基于电网实时数据的实用化分层分区无功优化方法。包括读入数据信息；所述数据信息包括电网静态参数、约束条件和电网实时数据；从读入数据信息中获取用于潮流计算的有效数据；确定优化方式并根据优化方式对有效数据进行筛选；采用基于改进的免疫遗传算法的无功优化方法进行计算，获得无功优化的结果。本发明通过按电压等级分层或按指定区域分区，有效地控制了区域内节点的数量，从而大大缩短了计算时间；另外，选用改进的免疫遗传算法避免陷入局部最优解而提早收敛的问题。
文档编号H02J3/18GK102420432SQ20111039330
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者刘文颖, 刘茜, 吴晓丹, 吴耀浩, 周海洋, 徐鹏, 文晶, 曹俊龙, 李亚龙, 李波, 梁琛, 梁福波, 王久成, 谢昶, 邢晶, 郑伟, 郑晶晶, 钟佳辰, 门德月 申请人:华北电力大学, 甘肃电力科学研究院