快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法技术

本发明专利技术提供一种快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法，步骤为：（1）建立基于电网实际状态的、包含电压和无功双目标优化的函数模型；（2）不以求解该双优化目标函数为目的，而是以可拓关联函数法求解双目标优化数学模型中，不同状态下对目标函数影响最大的影响因素；（3）依据不同电压和无功分布的重要影响因素，制定不同电压、无功分布情况下的首要调整手段，形成电网电压、无功调整策略；使得运行人员在按照策略人工调整母线电压时，既能确保调整能满足电压合格指标，又能使得调整结果满足电网无功平衡需求，从而降低系统损耗。

A method for rapid determination of the important factors affecting the distribution of voltage and reactive power

The present invention provides a rapid determination of voltage and reactive power distribution factors method, which comprises the following steps: (1) to establish the actual situation of power grid, including voltage and reactive power optimization model based on double objective function; (2) to solve the dual objective function for the purpose, but by the correlation function in extension theory method for solving the Bi objective optimization mathematical model, under different conditions of objective function of main influence factors; (3) on the basis of important influence factors of different voltage and reactive power distribution, make different voltage, no adjustment in primary distribution power, reactive power, voltage adjustment strategy; the operation personnel in in accordance with the strategy of manual adjustment of bus voltage, which can ensure the adjustment can meet the voltage qualified index, which can adjust the reactive power balance results meet the demand, so as to reduce the loss of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统运行和控制
，具体来说涉及一种快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法。
技术介绍
部分电网目前未开始实施AVC控制对电网电压无功的管理，变电站母线电压调整主要靠系统运行部下达各电压等级母线的电压曲线，运行单位根据电压曲线人工调整母线电压。由于母线电压的人工调整，受电网运行单位组织机构不同、相应运行单位人员的技术能力、分析水平不同、甚至于思想观念影响，侧重点各不相同。部分人员侧重于系统电压监测点(电压质量考核点)的电压合格，部分人员侧重于系统小片区的电压合格，极小部分人员在关注电压质量考核点的同时能兼顾到系统无功分布。从而导致电网变电站母线电压调整首重电压合格，系统无功的平衡及网损的降低难以被兼顾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种能快速确定电网不同电压、无功分布情况下对应的重要影响因素的方法，通过电网的实际情况建立相应电压及无功调整的数学模型，但不从求解复杂数学模型出发，而是通过可拓关联函数法，快速寻找影响片区电压、无功分布的重大影响因素，作为片区电网电压和无功调整策略。使得运行人员在按照策略人工调整母线电压时，既能确保调整能满足电压合格指标，又能使调整结果满足电网无功平衡需求，从而降低系统损耗。本专利技术通过如下技术方案予以实现：一种快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法，包括如下步骤：(1)、以电网实际电压和无功分布情况为基础，结合经典无功优化模型及电网的实际特点，建立基于电网的电压、无功双目标优化模型。minf(u,x)=min[αf1(Vad)+βf2(Ploss)]minf1(Vad)=minΣj=1n(U-Uj)ΔUjminf2(Ploss)=minΣk=1nlGk(i,j)[Ui2+Uj2-2UiUjcos(θi-θj)]s.t.Gi1≤G(Pi)≤Gi20≤B(Pi)≤Bi1Ti1≤T(Pi)≤Ti2Ui1≤U(Pi)≤Ui2]]>式中：α、β为双优化目标的加权因子，根据目标函数的重要度进行设定，α+β＝1；f1(Vad)为电压质量最优目标函数，n为除平衡节点外的节点总数，U为监测节点实际电压，Uj为节点给定电压，ΔUj为节点电压给定最大偏移值；f2(Ploss)为网损最优目标函数，n1为系统总支路数，Gk(i，j)为支路i至j的电导，Ui，Uj分别为节点i和j的电压，θi，j分别为节点i和j的相角；G(Pi)为给定系统潮流情况下的i机组无功出力，其中Gi1为机组最大进相运行无功出力值，Gi2为机组最大迟相运行无功出力值；B(Pi)为节点i在给定潮流情况下的无功补偿值，Bi1为该节点最大无功补偿值；T(Pi)为主变i在给定潮流下的监测点侧电压值，一般取中压、低压侧，Ti1为主变i在最高档位时的电压调节能力，Ti2为主变i在最低档位时的电压调节能力；U(Pi)为上级调度对系统在i状态下的电压评估结果，Ui1为相应状态下可能的最低电压，Ui2为相应状态下可能的最高电压。(2)以应用可拓关联函数法来求解该双目标优化函数模型，过程中制定可拓关联函数的影响因素物元集及节点状态物元集，2.1)影响因素物元集如下：Rs=G(P1)...G(Pi).........U(P1)...U(Pi),(i=1,2,3...n)]]>式中：Rs为影响因素物元集，含节点小电发电出力变化集G(Pi)、节点无功补偿集B(Pi)、节点主变各档位调节导致的电压变化集T(Pi)、运行方式变化集U(Pi)，i为各物元集对应的电网不同状态。2.2)节点状态物元集如下：Rd=P1...Pi.........cosθ1...cosθi,(i=1,2,3...n)]]>式中：Rd为节点状态物元集，含节点潮流集Pi、节点阻抗参数集xi、节点额定电压集Ui、节点功率因数集cosθi；i为各物元集对应的电网不同状态。2.3)通过可拓关联函数计算方法，寻找基于昆明电网实际电压、无功分布情况的重要影响因素。在运用可拓关联函数计算前，需将影响因素集与节点状态集转化为节点电压无功变化特征物元集。设电网状态N，若N产生电压变化Ii，则记为Ii(N)，(i＝1，2，…N)，从而设定特征物元集如下：{M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法，其特征在于，步骤如下：(1)建立基于电网实际状态的、包含电压和无功双目标优化的函数模型：minf(u,x)=min[αf1(Vad)+βf2(Ploss)]min f1(Vad)=minΣj=1n(U-Uj)ΔUjmin f2(Ploss)=minΣk=1nlGk(i,j)[Ui2+Uj2-2UiUjcos(θi-θj)]s.t. Gi1≤G(Pi)≤Gi20≤B(Pi)≤Bi1Ti1≤T(Pi)≤Ti2Ui1≤U(Pi)≤Ui2]]>式中：α、β为双优化目标的加权因子，根据目标函数的重要度进行设定，α+β＝1；f1(Vad)为电压质量最优目标函数，n为除平衡节点外的节点总数，U为监测节点实际电压，Uj为节点给定电压，ΔUj为节点电压给定最大偏移值；f2(Ploss)为网损最优目标函数，nl为系统总支路数，Gk(i，j)为支路i至j的电导，Ui，Uj分别为节点i和j的电压，θi，j分别为节点i和j的相角；G(Pi)为给定系统潮流情况下的i机组无功出力，其中Gi1为机组最大进相运行无功出力值，Gi2为机组最大迟相运行无功出力值；B(Pi)为节点i在给定潮流情况下的无功补偿值，Bi1为该节点最大无功补偿值；T(Pi)为主变i在给定潮流下的监测点侧电压值，一般取中压、低压侧，Ti1为主变i在最高档位时的电压调节能力，Ti2为主变i在最低档位时的电压调节能力；U(Pi)为上级调度对系统在i状态下的电压评估结果，Ui1为相应状态下可能的最低电压，Ui2为相应状态下可能的最高电压；(2)不以求解该双优化目标函数为目的，而是以可拓关联函数法求解双目标优化数学模型中，不同状态下对目标函数影响最大的影响因素，步骤如下：1)建立影响因素物元集如下：Rs=G(P1)...G(Pi).........U(P1)...U(Pi),(i=1,2,3...n)]]>式中：Rs为影响因素物元集，含节点小电发电出力变化集G(Pi)、节点无功补偿集B(Pi)、节点主变各档位调节导致的电压变化集T(Pi)和运行方式变化集U(Pi)，i为各物元集对应的电网不同状态；2)建立节点状态物元集如下：Rd=P1...Pi.........cosθ1...cosθi,(i=1,2,3...n)]]>式中：Rd为节点状态物元集，含节点潮流集Pi、节点阻抗参数集Xi、节点额定电压集Ui、节点功率因数集cosθi；i为各物元集对应的电网不同状态；3)通过可拓关联函数计算方法，寻找基于电网实际电压和无功分布情况的重要影响因素：在运用可拓关联函数计算前，需将影响因素集与节点状态集转化为节点电压无功变化特征物元集，设电网状态N，若N产生电压变化Ii，则记为Ii(N)，(i＝1,2,…N)，从而设定特征物元集如下：{M}＝(Mij，i＝1，2，3...N；j＝1，2，3...K}Mij＝(Rsij，Rdij) i＝1.2，3...N式中：Rsij及Rdij为影响因素集与节点状态集的转化，从而形成特征物元集Mij；4)利用可拓关联函数法计算如下：Kij(Vij)=ρ(Vij,Vij-1)ρ(Vij,Vij-2)-ρ(Vij,Vij-1)]]>当ρ(Vij，Vij‑2)‑ρ(Vij，Vij‑1)＝0时，Kij(Vij)=ρ(Vij,Vij-1)|Vij|]]>ρ(Vij，Vij‑1)＝|Vij‑0.5(Rsij+Rdij)|‑0.5(Rdij‑Rsij)式中：Vij及Vij‑1为Mij中的对应矩阵元素，ρ(Vij，Vij‑1)为相应矩阵元素的相关性，Kij(Vij)为矩阵元素重要度权重值，i＝1,2,3…N，为不同电网状态；j＝1，2，3...K为不同电网状态下的不同特征；(3)制定地区电网不同片区的电压、无功调整策略：应用地区电网电压和无功双目标优化模型及通过可拓关联函数法对各类状态下的相关影响因素重要性进行分析，得出监测点电压在不同状态下的相关因素最大的如下所示：...

【技术特征摘要】
1.一种快速确定电网电压和无功分布重要影响因素的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)建立基于电网实际状态的、包含电压和无功双目标优化的函数模型：
minf(u,x)=min[αf1(Vad)+βf2(Ploss)]minf1(Vad)=minΣj=1n(U-Uj)ΔUjminf2(Ploss)=minΣk=1nlGk(i,j)[Ui2+Uj2-2UiUjcos(θi-θj)]s.t.Gi1≤G(Pi)≤Gi20≤B(Pi)≤Bi1Ti1≤T(Pi)≤Ti2Ui1≤U(Pi)≤Ui2]]>式中：α、β为双优化目标的加权因子，根据目标函数的重要度进行设定，α+β＝1；
f1(Vad)为电压质量最优目标函数，n为除平衡节点外的节点总数，U为监测节点实际电
压，Uj为节点给定电压，ΔUj为节点电压给定最大偏移值；f2(Ploss)为网损最优目标函数，nl为系统总支路数，Gk(i，j)为支路i至j的电导，Ui，Uj分别为节点i和j的电压，θi，j分别为节点i
和j的相角；G(Pi)为给定系统潮流情况下的i机组无功出力，其中Gi1为机组最大进相运行无
功出力值，Gi2为机组最大迟相运行无功出力值；B(Pi)为节点i在给定潮流情况下的无功补
偿值，Bi1为该节点最大无功补偿值；T(Pi)为主变i在给定潮流下的监测点侧电压值，一般取
中压、低压侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡泽江，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：云南;53