一种配电网无功电压控制优化方法及系统与流程

本发明涉及无功电压控制，具体为一种配电网无功电压控制优化方法及系统。

背景技术：

1、在传统的配电网管理中，主要关注点是保持电网的稳定运行和电压水平的合理范围内。随着新能源的接入和负荷需求的不断变化，传统的电压控制策略面临越来越多的挑战，尤其是在保持电网稳定性和高效运行方面。

2、传统方法通常依赖于固定的控制策略和人工干预，这在处理复杂的电网状况和快速变化的负荷需求时显得不够灵活和高效。无法有效应对由于新能源接入和需求波动引起的电压不稳定问题。

3、因此亟需一种配电网无功电压控制优化方法通过利用大数据分析、机器学习和实时监控技术，提供了一种更为灵活和自适应的电压控制策略。实时响应电网状况的变化，提前预测和解决潜在的电网问题。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的配电网控制方法存在灵活性不足、无法有效应对快速变化的负荷需求和新能源接入所带来的电网稳定性问题，以及如何实现实时、高效和自适应的电网优化问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种配电网无功电压控制优化方法，包括：

4、对配电网进行初步分析，分析无功电压和负荷特性，设定优化目标；

5、基于设定的优化目标，实时收集电网数据，通过机器学习深度分析模型进行数据分析；

6、根据分析结果设计无功电压控制策略，优化配电网结构；

7、根据监控结果和当前的电网状况，更新无功电压控制策略。

8、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述初步分析包括收集配电网的配置、历史故障记录、维护日志、历史电压和负荷数据，识别历史性能数据中频繁的电压波动、过载情况、设备故障率；

9、所述分析无功电压和负荷特性包括分析电网的无功电压波动范围、稳定性和负荷变化模式，评估新能源接入对电网的影响；

10、所述设定具体优化目标包括电压稳定性优化、负荷管理优化、无功功率控制、新能源适应能力优化、设备性能优化。

11、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述实时收集电网数据包括布置传感器和数据采集设备，监控电压、电流、负荷、设备状态，建立通信网络实时传输数据，确定关键节点；

12、所述设备关键节点包括通过数据分析工具处理配电网的历史故障记录、维护日志、电压和负荷数据，利用统计分析和模式识别算法识别异常模式和潜在问题区域，利用电网模拟软件模拟电压和负荷变化，识别出电压波动频繁或负荷变化显著的区域，并考虑新能源接入点对所述区域的影响，使用设备健康监控系统和预测性维护工具来评估关键电网设备的运行状态和故障风险，综合分析结果，通过多因素决策分析方法综合评估每个节点在电压稳定性、负荷管理、新能源适应能力和设备性能方面的重要性，确定关键节点。

13、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述无功电压控制策略包括确定关键节点特性定制无功电压控制策略，表示为，

14、s(n)＝wv·v(n)+wl·l(n)+we·e(n)+wd·d(n)

15、其中，n表示关键节点，v(n)表示节点n的电压稳定性评分，l(n)表示节点n的负荷波动评分，e(n)表示节点n对新能源接入的适应能力评分，d(n)表示节点n的设备性能评分，wv,wl,we,wd表示电压稳定性、负荷波动、新能源适应能力和设备性能的权重，s(n)表示节点n的综合评分。

16、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述确定关键节点特性包括当s(n)＜0.45时，判断为第一风险等级，分析节点的负荷波动数据，确定波动模式及波动原因，基于分析结果，制定预测性负荷管理策略，调整调压设备，根据实时负荷变化自动调整无功功率输出；

17、当0.45≤s(n)≤0.85，判断为第二风险等级，分析节点的电压稳定性和无功需求，确定无功补偿需求，基于分析结果，制定无功补偿策略，重新评估并优化电网结构，实施结构优化后，再次评估电压稳定性，分析新能源输出对电网的影响，调整新能源接入策略；

18、s(n)＞0.85时，判断为第三风险等级，实施紧急响应计划，增加无功补偿设备并调整调压设备，重新规划电网结构，实施重构后，评估电网的整体性能，建立监控系统，持续监测重构后的关键区域电网状态。

19、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述制定预测性负荷管理策略包括分析关键节点的历史负荷数据，识别负荷波动的模式、识别波动原因，制定预测性负荷管理策略；

20、所述评估并优化电网结构包括分析电网的当前拓扑结构，识别过载线路或电压不稳定区域，使用优化算法确定无功补偿装置的最佳位置，使用电网模拟软件模拟最佳位置的优化方案，并结合仿真测试结果进行调整；

21、所述重新规划电网结构包括设计新的电网结构规划，对关键节点进行重构措施，在实施过程中监控重构效果，对整个电网的性能进行评估。

22、作为本发明所述的配电网无功电压控制优化方法的一种优选方案，其中：所述更新无功电压控制策略包括持续监控电网的实时数据，使用大数据分析工具，对从三个风险等级策略中收集的数据进行深入分析，采用模式识别算法来识别电网在不同条件下，未能解决的问题模式，利用可视化工具将分析结果可视化呈现，建立实时反馈机制，将分析结果实时反馈给电网控制中心，结合物联网技术，实时监控关键节点的电压和负荷数据，与分析结果进行对比，快速识别偏离正常范围的情况，当系统检测到问题模式时，自动向控制中心发送警报，并提出调整建议；

23、所述调整建议包括利用实时数据流处理技术持续收集和分析电网数据，应用卷积神经网络深度学习算法对实时数据进行高级分析，预测短期内可能出现的电网风险，根据深度学习算法的预测结果，自动调整无功电压控制策略，在电网控制系统中集成强化学习自适应算法对电网状态的自动调整；

24、所述对电网状态的自动调整包括利用机器学习算法实时监控电网数据，快速识别电网异常事件，部署自动化响应系统，在检测到异常时立即执行预设的响应程序，动态调整无功功率输出或切换电网运行模式，分析电网的实时状态和预测未来趋势，在发生突发事件时，提供基于当前电网状态和历史数据的最优响应策略，指导操作人员或自动执行决策，利用pscad/emtdc网络仿真工具模拟电网在极端事件下的行为，评估电网的当前弹性水平，基于仿真结果，识别改进电网弹性的关键区域。

25、本发明的另外一个目的是提供一种配电网无功电压控制优化系统，其能通过高级数据分析和实时自适应控制策略，解决了传统电网控制方法在灵活性和应对快速变化负荷方面的不足。

26、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种配电网无功电压控制优化系统，包括：数据分析模块、数据采集模块、电压控制模块以及策略更新模块；所述数据分析模块用于对配电网进行初步分析，分析无功电压和负荷特性，设定具体目标；所述数据采集模块用于基于设定的目标，实时收集电网数据，通过机器学习深度分析模型进行数据分析；所述电压控制模块用于根据分析结果设计无功电压控制策略，优化配电网结构；所述策略更新模块用于根据监控结果和当前的电网状况，更新无功电压控制策略。

27、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述配电网无功电压控制优化方法的步骤。

28、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述配电网无功电压控制优化方法的步骤。

29、本发明的有益效果：本发明提供的配电网无功电压控制优化方法能够提升电网的运行效率和稳定性，尤其是在处理大规模新能源接入和高变化负荷的情况下。通过预测性负荷管理和实时反馈调整，本发明能够减少电压波动和设备故障，提高电网的整体性能和可靠性。此外，本发明还增强了电网对极端事件和突发情况的应对能力。