一种含微网的配电网电压无功优化方法技术

本发明专利技术公开了一种含微网的配电网电压无功优化方法，首先调节配电网变压器分接头对电压进行初步优化，再确定配电网中微网和无功补偿设备的接入位置，然后通过调节微网和无功补偿设备的接入容量，实现配电网电压无功的进一步优化；本发明专利技术能够对含微网的配电网电压无功进行合理优化，且优化效率高，优化效果好，能够大大提高配电网整体的安全性和稳定性，同时，还能够精确定位微网接入位置，解决了微网盲目接入对电网电压产生的不良影响，保证了配电网的安全运行。

A method of voltage and reactive power optimization for distribution network with microgrid

The invention discloses a network containing micro distribution voltage and reactive power optimization method, first adjust the distribution transformer for a preliminary optimization of voltage, and then determine the micro grid distribution network and access location of reactive power compensation equipment, and then through the access capacity control of microgrid and reactive power compensation equipment, and further optimize the implementation voltage distribution network reactive power; the invention is capable of distribution network voltage on with microgrid reactive power optimization, and the optimization of high efficiency, good effect, can greatly improve the overall network security and stability, at the same time, also can accurate positioning of micro grid position, to solve the adverse effects of micro network blind have access to the voltage of the power grid, to ensure the safe operation of distribution network.

【技术实现步骤摘要】
一种含微网的配电网电压无功优化方法
本专利技术涉及电力系统分析
，尤其涉及一种含微网的配电网电压无功优化方法。
技术介绍
配电网的电压无功问题一直以来都是人们关注的热点，它的好坏直接影响着电力用户的用电质量，目前，多通过调节配电网中变压器分接头的位置来解决配电网的电压无功问题。微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行，是智能电网的重要组成部分。微网因其较好的经济性、环保性以及较高的发电效率越来越多地受到人们的青睐，微网在配电网中的接入数量也越来越多。微网的接入不仅会改变配电网中各支路的有功、无功功率分布，还会对系统中各节点电压、电流的大小产生影响，因此，合理的规划配电网中微网的接入位置和容量，不仅能够有效的降低配电网的电能损耗，提高电能的利用效率，还能对配电网中各节点电压质量起到一定的改善作用。但是，目前微网接入的随意性比较大，接入时并未考虑对配电网电压无功优化问题方面的影响，没有能够充分发挥微网应有的作用，而且仅仅依靠微网来改善节点电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含微网的配电网电压无功优化方法，其特征在于：一个变压器的供电范围为一个供电区域，每个供电区域内的配电网的电压无功优化方法包括以下步骤：A：通过调节配电网变压器分接头的位置对配电网整体电压进行初步优化：根据历史数据，预测配电网中各节点的电压水平，若电压不越限的节点数量不符合要求，则调节配电网中变压器分接头的位置，记录变压器分接头在不同位置时配电网负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量，选择负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量最小时变压器分接头所对应的位置，对配电网的电压进行初步优化；其中，±x％为根据GB12325‑90标准确定的供电电压允许偏差；B：确定配电网中微网的接入位置并接入微...

【技术特征摘要】
1.一种含微网的配电网电压无功优化方法，其特征在于：一个变压器的供电范围为一个供电区域，每个供电区域内的配电网的电压无功优化方法包括以下步骤：A：通过调节配电网变压器分接头的位置对配电网整体电压进行初步优化：根据历史数据，预测配电网中各节点的电压水平，若电压不越限的节点数量不符合要求，则调节配电网中变压器分接头的位置，记录变压器分接头在不同位置时配电网负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量，选择负荷节点电压超出额定电压±x％的节点数量最小时变压器分接头所对应的位置，对配电网的电压进行初步优化；其中，±x％为根据GB12325-90标准确定的供电电压允许偏差；B：确定配电网中微网的接入位置并接入微网：将配电网中的所有节点按照负荷节点功率从大到小的顺序进行排序，根据要接入配电网中的微网数量，按节点的排列顺序依次选择出与微网数量相同，且电压偏差超出线路额定电压±x％的节点，并在选出的每个节点处分别接入一个微网；C：确定配电网中无功补偿设备的接入位置并接入无功补偿设备：具体包括以下步骤：C1：计算配电网各节点的无功灵敏度：配电网有功损耗通过公式(1)表示：公式(1)中，PLoss表示配电网有功电能损耗；Ui表示节点i的实际运行电压，Uj表示节点j的实际运行电压；Gij表示支路ij的电导，Bij表示支路ij的电纳，θij为节点i和节点j之间的电压相角差；无功灵敏度的计算公式(2)为：公式(2)中，PLoss表示配电网有功电能损耗；Q表示节点的无功功率；U表示节点处的电压；θ表示节点处的相角；S为为无功灵敏度矩阵；将公式(1)代入公式(2)中，即可得到各个节点的无功灵敏度；C2：将各节点的无功灵敏度按照从大到小的顺序进行排序，选择前三个无功灵敏度对应的节点，并在选出的每个节点处均接入一个无功补偿设备；D：调节微网和无功补偿设备的接入容量，实现配电网电压无功的进一步优化：具体包括以下步骤：D1：采用主、客观相结合的赋权法将配电网有功损耗最小、负荷节点不越限的多目标函数优化问题转换为单目标优化问题：有功损耗最小、节点电压不越限函数如公式(3)所示：公式(3)中，f为配电网最小有功电能损耗函数；U为各节点的实际运行电压；PLoss表示配电网有功电能损耗；Ui为节点i的实际运行电压，Uj为节点j的实际运行电压；Gij为支路ij的电导，Bij为支路ij的电纳；θij为节点i和节点j之间的电压相角差；n表示节点数量；将满足有功损耗最小和节点电压不越限条件的指标采用主、客观相结合的赋权法确定主观权重和客观权重，根据公式(4)计算出各个指标的综合权重：公式(4)中，ηj为指标j的综合权重，αj为指标j的客观权重；βj为指标j的主观权重；m表示指标的个数；再利用综合权重法将多目标优化问题转化为单目标Φ的优化问题；单目标Φ值的计算公式(5)如下：公式(5)中，ηj为指标j的综合权重；δij为指标i、j的相对优越度；指标i、j的相对优越度δij的计算公式(6)为：公式(6)中，σij表示第i个解的第j个指标值，表示第j个指标的最优值，γj表示第i个解的第j指标与该指标最优值之间的差值；D2：采用免疫—蚁群算法对微网和无功设备的接入容量进行规划，实现配电网电压无功的优化，得到微网和无功补偿设备的接入容量；D3：对含微网和无功补偿设备的配电网进行仿真分析，验证配电网各节点电压水平和有功损耗，具体包括以下步骤：3.1)、按步骤D2得到的微网接入容量对仿真中的微网参数进行设置，按照步骤D2得到的无功补偿设备的接入容量对仿真中电容器模块的参数进行设置；3.2)、在仿真软件中对配电网进行潮流计算；3.3)、计算结果如果同时满足所有节点电压不越限和配电网有功电能损耗最小这两个条件，则优化完成，验证通过，仿真软件将验证通过的优化方案存档；计算结果如果无法满足所有节点电压不越限或配电网有功电能损耗最小这两个条件中的任意一个，则视为验证不通过，进入下一步；3.4)、在配电网未安装无功补偿设备的节点中选择无功灵敏度最大的节点接入无功补偿设备，并返回步骤3.1)进行计算和验证；D4：根据仿真分析中通过验证的优化方案，按照优化方案中微网的接入容量对实际配电网中微网的计入容量进行设置，按照优化方案中无功补偿设备的接入容量对实际配电网中无功补偿设备的接入容量进行设置。2.根据权利要求1所述的含微网的配电网电压无功优化方法，其特征在于：所述步骤D1中主观权重采用标度扩展法构造判断矩阵来确定，具体包括以下步骤：1.1)、根据目标函数各解的相似度表示各个解的相似程度；目标函数各解的相似度的计算公式(7)如下：公式(7)中，S为目标函数各解的相似度；Hv,w为抗体v、w之间的欧式距离；1.2)、根据目标函数解空间各个解的相似度得到判断矩阵J：判断矩阵J的计算公式(8)如下：公式(8)，m表示目标函数的指标个数，si表示第i个指标的重要度系数，i∈[1，m-1]，si的数值等于第i个指标和相邻第i+1个指标比较的标度值；设判断矩阵J中的s1为已知数，根据传递性和目标函数解空间各个解的相似度S即求得判断矩阵J；1.3)、由判断矩阵J对主观权重进行计算，计算过程包括以下步骤：(a)设ai＝[1/n,1/n,1/n,1/n]，其中n＝4，i＝0，ai表示主观权重矩阵；(b)令Δa＝|ai+1-ai|，然后进行迭代计算ai+1＝Jai/||Jai||；Δa表示每次迭代权重的差值，Jai表示主观权重的判断矩阵，||Jai||表示判断矩阵中各元素的和；(c)当Δa<σ时，取主观权重β＝ai+1，否则令i＝i+1，然后返回(b)；σ表示一个极小正数。3.根据权利要求1所述的含微网的配电网电压无功优化方法，其特征在于：步骤D1所述的客观权重采用同一指标数值差异大小进行确定权重值的方法来确定，具体包括以下步骤：1-1)、将微网的容量分为N等份，结合无功补偿电容器的组数，可以得到满足配电网节点电压U和无功约束条件的的解所组成的解域矩阵；1-2)、计算解空间中各个指标的相对优越度矩阵ω：解空间中各个指标的相对优越度矩阵ω的计算公式(9)是：公式(9)中，δij为指标i、j的相对优越度，其中，i∈[1，n]，j∈[1，m]，n为可行解的组数，m为可行解中指标的个数；将指标i、j的相对优越度δij的计算公式(6)代入公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，陈栋新，朱明丽，师会谭，王胜凯，冯晨，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，郑州大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41