地区电网无功优化方法技术

本发明专利技术公开了一种地区电网无功优化方法，包括如下步骤：步骤一，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；步骤二，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化；步骤三，根据当地用电情况对用电的峰谷进行划分；步骤四，根据步骤三所的得出的具体峰谷情况来划分控制设备的使用优先级。本发明专利技术的地区电网无功优化方法，通过采用改进遗传算法获得目标函数并且求得最小值，就可以有效的使得电网的整体网损最小化，而且计算简单，同时通过峰谷划分及控制设备优先级的限定，就可以更加有效的避免出现电网中无功缺少或者是过剩的情况。

【技术实现步骤摘要】
地区电网无功优化方法
本专利技术涉及一种智能电网，更具体的说是涉及一种地区电网无功优化方法。
技术介绍
在电网传输的功率包括两个部分：有功功率和无功功率。无功功率不能做有用功，却在电磁交换中不可或缺，同时会引起损耗。无功功率的不足和过剩，对电压质量和电能损耗均有着明显的影响。在我国现阶段电网中，电动机等感性非线性负荷[1]占据了相当大的比重，这些负荷需要吸收大量的无功功率。能源与负荷中心的分布不均匀，普遍出现了无功功率长距离传输的普遍现象。如果这些无功功率不能得到就地补偿，会引起电网中额外的功率损耗和线路两端较大的压降，造成电能质量下降，电能成本增加，影响电网运行的稳定性和经济性。我国电网调度运行中无功潮流分布不合理的问题长期存在，相应的无功电压优化控制方法不够完善，电网未能实现“分层平衡，就地补偿”的基本无功管理原则。在无功补偿装置方面，可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备很少，无法满足对电网无功的实时监测和控制要求。近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击[2]呈不断上升的趋势，无功电压调节手段的缺乏使得母线电压随运行方式改变而波动很大，导致电网的电压合格率降低，线损增加。有公告号为CN104201691A的专利公开了一种无功优化控制方法，其特征在于，将地区电网中的各个厂站，及由若干个相邻厂站形成的组合，分别划分为相应的区域，对区域内的无功设备进行控制；构建相应的模型，以母线电压满足限值，关口功率因数合格为约束条件，求取如下目标函数的最小值，使各区域内的每条支路的无功传输最小化，min∑(PR+QX)/U，其中，R为线路电阻，X为线路电抗，P为输送有功功率，Q为输送无功功率，U为母线电压，该专利通过设定一个目标函数，求解出该函数的最小值，利用这个最小值就可以使得各区域内的每条支路的无功传输最小化，但是该专利采用了传统的方法来建立目标函数，由其目标函数可以看出是一个不可微的函数，因而会使得整个求解最小值的计算过程较为复杂，容易出错，这样会导致后期利用最小值的过程中出现偏差，使得电网的无功传输达不到最小化，其优化方法是从网损最小、年运行费用最小、年支出费用最小的观点，求出最佳补偿容量的算法，所体现“分层平衡，就地补偿”原则还不够完善，容易出现无功缺少和无功过剩的问题，并且其整体网损费用还未达到最小。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种计算更为方便、不容易出现无功缺少和无功过剩问题以及整体网损费用最小的地区电网无功优化方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种地区电网无功优化方法，包括如下步骤：步骤一，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；步骤二，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化：进行潮流计算约束，Pflow(xi，ui)＝0；进行节点电压约束，Uimin≤Ui≤Uimax；进行固定补偿容量约束，0≤uik＝u0k；进行监测点关口功率因素限制，λimin≤λi≤λimax；其中，minv为电网的整体网损，ke为能量损耗费用系数；为在负荷等级i下的有功网损；Ti为负荷等级i下持续的时间；nt为负荷等级数；Pflow为有功功率；xi为始端电压；ui为末端电压；Ui为节点电压；Uimax和Uimin分别为节点电压Ui的最大值和最小值；uik为第i个电容点的补偿电压；u0k为第一电容点的补偿电压；λi为监测点关口的功率因素；λimax和λimin分别为监测点关口功率因素的最大值和最小值；步骤三，根据当地用电情况对用电的峰谷进行划分；步骤四，根据步骤三所得出的具体峰谷情况来划分控制设备的使用优先级。通过采用上述技术方案，通过将各个地区的电网和发电站进行分层和分区，在无功补偿的过程中就可以有效的进行地区补偿了，通过改进遗传算法就可以获得所需要的目标函数，然后通过多种约束算法，就可以简单有效的算出在整体网损的最小值，同时通过将各个地区的用电情况进行峰谷划分，且在划分之后在相应的峰谷处选用合适的控制设备进行无功补偿，这样就可以有效的避免在补偿的过程中，所使用的控制设备与电网所需无功补偿不符导致的整个电网无功缺少和无功过剩的问题。本专利技术进一步设置为：所述步骤二中又包括改进遗传算法初始参数设置步骤，该步骤包括：(1)改进遗传算法迭代计算参数设置：交叉概率：0.92；变异概率：0.07；最大进化代数：10；注入无功放大倍数：1.2；(2)平衡节点的选取和迭代基本设置：根据电网的分区负荷情况，选取适当电厂为区域内的平衡节点；(3)其它设置：补偿设备单位容量：0.1Mvar。通过采用上述技术方案，通过对改进遗传算法内部的各个参数进行设置，这样就可以能够更好的利用改进遗传算法得出目标函数，从而对目标函数进行求解获得整体网损最小的补偿系数。本专利技术进一步设置为：所述步骤三中的峰谷划分为：早高峰时段、晚高峰时段和低谷时段。通过采用上述技术方案，一般情况下，用户用电在早上和晚上的时候，需要用电情况比较多，因为早上和晚上的时候用户基本都是在住所处，所以需要用到大量的电，低谷时段为其他时间段，通过将一天的用电峰谷划分成早高峰、晚高峰、低谷时段，就可以有效的迎合人们的生活起居，避免错误的峰谷划分，出现
技术介绍
中的无功缺少和无功过剩的问题。本专利技术进一步设置为：所述步骤三中的早高峰时段、晚高峰时段和低谷时段又可以划分为：早高峰爬坡段、早高峰下坡段、晚高峰爬坡段、晚高峰下坡段、低谷爬坡段、低谷下坡段；其中爬坡段与下坡段的时间间隔为10-30分钟。通过采用上述技术方案，将早高峰、晚高峰、低谷时段进行了更为详细的划分，这样的话就能够更为精确的对电网所处的时段进行相应的补偿，就可以有效的避免出现无功缺少和无功过剩的问题，同时通过将爬坡段与下坡段的时间间隔为10-30分钟，可以避免负荷高峰点预测不准与负荷高峰点随季节偏移的情况。本专利技术进一步设置为：所述步骤四中的根据步骤三峰谷划分所获得的优先级设置为：早高峰爬坡段：电抗器、电容器，发电机；早高峰下坡段：电抗器、电容器，发电机(不进相)；晚高峰爬坡段：电抗器、电容器，发电机；晚高峰下坡段：电抗器、电容器，发电机(不进相)；低谷下坡段：变压器、电抗器、电容器、发电机；低谷爬坡段：变压器、电抗器、电容器、发电机。通过采用上述技术方案，在高峰时段需求的无功较多，所以这时采用电抗器优先切入后电容器优先补偿，就可以有效的在无功需求较多的情况下对整个电网进行无功补偿，在低谷时段需求的无功较少，无功充足，就可以先用变压器进行调节，若还不合格就切下电容器后再切入电抗器，这样就可以有效的在无功需求较少的时候对整个电网进行少量的无功补偿，通过上述优先级的设置，就可以使得各个控制设备之间能够更好的协调工作，同时有效的避免出现电网无功缺少和无功过剩的情况。附图说明图1为本专利技术的地区电网无功优化方法的步骤流程图。图中：1、步骤一；2、步骤二；3、步骤三；4、步骤四。具体实施方式参照图1所示，本实施例的一种地区电网无功优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一1，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；步骤二2，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化：步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地区电网无功优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一(1)，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；步骤二(2)，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化：minv=keΣi=0ntTiPLossi(xi),]]>进行潮流计算约束，Pflow(xi，ui)＝0；进行节点电压约束，Ui min≤Ui≤Ui max；进行固定补偿容量约束，0≤uik＝u0k；进行监测点关口功率因素限制，λimin≤λi≤λimax；其中，min v为电网的整体网损，ke为能量损耗费用系数；为在负荷等级i下的有功网损；Ti为负荷等级i下持续的时间；u0为一组无功补偿装置的最大可安装容量矢量；nt为负荷等级数；Pflow为有功功率；Xi为始端电压；Ui为末端电压；Ui为节点电压；Uimax和Uimin分别为节点电压Ui的最大值和最小值；Uik为第i个电容点的补偿电压；U0k为第一电容点的补偿电压；λi为监测点关口的功率因素；λi max和λi min分别为监测点关口功率因素的最大值和最小值；步骤三(3)，根据当地用电情况对用电的峰谷进行划分；步骤四(4)，根据步骤三(3)所的得出的具体峰谷情况来划分控制设备的使用优先级。...

【技术特征摘要】
1.一种地区电网无功优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，将各个地区的电网及发电站进行分层和分区；步骤二，利用改进遗传算法得出如下目标函数，并同时利用该算法求出该目标函数的解，使得电网的整体网损最小化：进行潮流计算约束，Pflow(xi，ui)＝0；进行节点电压约束，Uimin≤Ui≤Uimax；进行固定补偿容量约束，0≤uik＝u0k；进行监测点关口功率因素限制，λimin≤λi≤λimax；其中，minv为电网的整体网损，ke为能量损耗费用系数；为在负荷等级i下的有功网损；Ti为负荷等级i下持续的时间；nt为负荷等级数；Pflow为有功功率；xi为始端电压；ui为末端电压；Ui为节点电压；Uimax和Uimin分别为节点电压Ui的最大值和最小值；uik为第i个电容点的补偿电压；u0k为第一电容点的补偿电压；λi为监测点关口的功率因素；λimax和λimin分别为监测点关口功率因素的最大值和最小值；步骤三，根据当地用电情况对用电的峰谷进行划分；步骤四，根据步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵璞，高策，周英庆，林枫，陈哲，王文香，朱海立，张清周，林明潮，杜王毅，
申请(专利权)人：温州电力设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33