一种基于负荷状况的电力系统配电网的无功优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，具体是一种基于负荷状况的电力系统配电网的无功优化方 法。
【背景技术】
[0002] 电力系统涉及到发电、输电、变电、配电与用电五个环节。长期以来，重发轻输不管 用，尽管发电、输电、变电与配电已经形成完善和成熟的监控管理系统，但是用电环节重视 不足。作为我国能源消耗大户的工业企业在用电安全、用电质量和用电效率三方面存在许 多问题。在加强节能减排工作的背景下，企业配电网的无功优化不仅能够提高企业用电安 全、用电质量和用电效率，还能够实现节能减排，带来可观的经济效益。近年来，尽管输电网 无功优化研究成果很多，人们对于企业配电网的无功优化的研究还不够，而且目前输电网 无功优化的研究方法也存在一定不足。同时，电压约束全网无功优化计算的主要约束，在 实际运行中，有可能由于电压约束不满足导致无功优化不可行；节点电压越高，支路电流越 小，相应的，支路有功损耗越小。因此，提高节点电压将有利于降低系统有功损耗。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于负荷状况的电力系统配电网的无功优化方法，以 解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种基于负荷状况的电力系统配电网的无功优化方法，包括以下步骤： (1) 建立配电网的无功优化模型； (2) 根据配电网的无功优化模型，利用灵敏度方法初步确定配电网的无功优化待补偿 点的分布范围，利用负荷功率矩阵阻抗法比较初步确定的无功优化待补偿点的分布范围内 的各无功优化待补偿点与配电网馈线相应分支的末端待补偿点的负荷功率阻抗矩的差值， 进一步选取负荷功率阻抗矩的差值近似为配电网的无功优化模型的平均负荷功率阻抗矩 的整数倍的无功优化待补偿点作为配电网的最终无功优化待补偿点； (3) 对配电网的无功优化模型中的补偿电容器的补偿电容、可调变压器的变比、发电机 的机端电压进行染色体编码，形成初始种群； (4) 对初始种群中的各个体进行约束检验，根据配电网的无功优化模型的目标函数计 算满足约束检验的个体的适应度值； (5) 根据初始种群中各个体适应度值进行选择、自适应地交叉和变异，产生新一代种 群； (6) 判断新一代种群中个体的最大适应度值与新一代种群的上代种群中个体的最大适 应度值是否不超过ε，ε为常数，10 ε < 10 5; 如果是，则对新一代种群中适应度值最大的个体进行染色体解码，得到配电网的无功 优化模型的无功优化结果并将该结果输出；如果不是，则返回执行步骤（4); 在步骤（3)中，还对于发电机的机端电压进行越限校正控制，构造由目标函数和约束条 件组成的电压越限校正控制模型：当前电网运行状态基态值：设第i个节点的基态电压幅 值为Vi，其电压上限为H，电压下限为號;;设其中一台发电机的编号为j，则其基态无功 ..I'..: ·#?Μ·?; 出力为__，无功上限为无功下限为_ ; (3. 1)构建机端电压越限校正控制模型的目标函数：
其中，邊#1:为参与无功优化控制的发电机的无功调整量向量，为第j台参与 校正控制的发电机的无功调整量；1丨f为节点电压越限校正目标的目标权重，取值范围是 25-30, __为无功调节量最小的目标权重，取值范围是0. 05-0. 08 ; ^为第k条电压越限 母线节点的优化电压值，母线优化死区，取值范围是〇. 7-0. 9kV，是第k条电 压越限母线电压上限，为所有参与校正控制的发电机集合； (3. 2)构建电压越限校正控制模型的约束条件： (3. 3)通过内点法求解（3. 1)- (3. 2)构成电压越限校正的控制模型，得到各发电机无 功的调整量和各节点电压越限校正后调整量A、。； (3. 4)得到校正控制后节点电压和发电机无功出力。
[0005] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明建立配电网的无功优化模型，利用灵敏度方法初步确定配电网的无功优化待补 偿点的分布范围，扩大了无功优化待补偿点的选取范围，利用负荷功率矩阵阻抗法进一步 确定最终的无功优化待补偿点，较好地解决了补偿点过于集中、补偿范围重复的问题。本发 明方法计算速度较快，通用性强。同时扫描全网确定是否有电压越上限的现象，针对电压越 上限的节点，启动以电压校正为目标的无功调整计算，消除电压越限。
【具体实施方式】
[0006] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0007] 实施例1 本发明实施例中，一种基于负荷状况的电力系统配电网的无功优化方法，包括以下步 骤： (1)建立配电网的无功优化模型。
[0008] (2)根据配电网的无功优化模型，利用灵敏度方法初步确定配电网的无功优化待 补偿点的分布范围，利用负荷功率矩阵阻抗法比较初步确定的无功优化待补偿点的分布范 围内的各无功优化待补偿点与配电网馈线相应分支的末端待补偿点的负荷功率阻抗矩的 差值，进一步选取负荷功率阻抗矩的差值近似为配电网的无功优化模型的平均负荷功率阻 抗矩的整数倍的无功优化待补偿点作为配电网的最终无功优化待补偿点。
[0009] (3)对配电网的无功优化模型中的补偿电容器的补偿电容、可调变压器的变比、发 电机的机端电压进行染色体编码，形成初始种群。在步骤（3 )中，还对于发电机的机端电压 进行越限校正控制，构造由目标函数和约束条件组成的电压越限校正控制模型：当前电网 运行状态基态值：设第i个节点的基态电压幅值为Vi，其电压上限为电压下限为; 设其中一台发电机的编号为j，则其基态无功出力为||匕无功上限为_，无功下限为g ; (3. 1)构建机端电压越限校正控制模型的目标函数：
其中，i|||:为参与无功优化控制的发电机的无功调整量向量，为第j台参与 校正控制的发电机的无功调整量；为节点电压越限校正目标的目标权重，取值范围是 25-30, 为无功调节量最小的目标权重，