离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法制造技术

本发明专利技术公开了一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，在传统二级电压控制的理论基础上，旨在解决离散量光滑化与连续量混合二级电压控制方法，对区域内离散和连续无功源实现最优协调计算，本专利提供一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解方法，完善扩展二级电压控制优化协调，保证区域内离散和无功源的最优化运行控制，有效提高了电网内无功电压控制的经济型、精确性和安全性。

Two level voltage control method for smoothing and continuous mixing of discrete aggregation function

The invention discloses a discrete aggregate function smoothing and continuous hybrid two level voltage control method based on the theory of the traditional two level voltage control, to solve the discrete smooth and continuous hybrid two level voltage control method, within the area of discrete and continuous reactive power source to achieve the optimal coordination calculation. This invention provides a kind of discrete and continuous smooth aggregate function of hybrid two level voltage control method, improve the optimization coordination of two voltage control, ensure the control area and discrete reactive power sources, optimal operation, improve the economy, power grid voltage and reactive power control accuracy and safety.

【技术实现步骤摘要】
离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法
本专利技术涉及一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，属于电力系统运行与控制

技术介绍
二级电压控制是自动电压控制实现区域内无功电压优化分配计算的核心功能，为了实现区域内离散量和连续量的协调控制，传统的做法是通过两阶段法进行求解，第一阶段在离散量直接关联母线电压越限情况进行电压校正，否则离散量不进行调节，第二阶段将无功调整量折算修正量加入二级电压控制目标函数进行迭代求解，计算连续量的控制目标。这种控制方式较好地分解了在区域内离散量和连续量协调问题，具有很好的控制收敛性，基本能够满足电网无功电压控制的需求。然而随着区域内大规模离散量应用和城市电网无功支撑源不足等电网结构情况的出现，这种较为“粗犷”的区域无功优化方法不能满足实际无功电压控制需求，对电网无功电压安全控制会存在不及时、不合理的现象发生，对电网安全运行造成严重影响。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，对传统二级电压控制的改进，在对区域内离散量和连续量无功电压协调混合整数规划问题的修正。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，包括如下步骤：1)将离散无功设备的运行方式通过连续化函数表示；2)采用光滑近似函数替代NCP函数，引入凝聚函数对互补约束条件进行光滑逼近，将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组；3)将步骤2)得到的非线性方程组带入到二级电压控制模型中进行修正；4)将区域无功电压目标计算出最优解。进一步地，所述步骤1)中具体内容为：将离散无功设备的运行方式记作x(x-1)＝0，其中，进一步地，所述在步骤2)中所述离散无功设备的离散量在进行光滑化时，根据互补理论和凝聚函数，将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组。进一步地，所得到的非线性方程组为φ(x)＝-μln(e-(x-1)/μ+e(x-1)/μ)，其中μ为光滑参数。进一步地，所述步骤3)中的二级电压控制模型的表达为：式中目标函数Vp和Vpref分别为区域内中枢母线电压值和电压优化目标值；ΔQg为连续无功源的无功调整量向量，ΔQc为离散无功源的无功调整量向量；为ΔQg的转置向量，为ΔQc的转置向量；h为连续无功源的权重系数，r为离散无功源的权重系数；Cpg为连续无功源对中枢母线电压灵敏度，Cpc为离散无功源无功对中枢母线电压灵敏度；约束不等式中Qg为连续无功源当前无功出力、Qc为离散无功源当前无功出力；Vp和分别为中枢母线电压的上下限约束、Qg和分别为连续无功源无功出力的上下限约束、Qc和分别为离散无功源无功出力的上下限约束；C'pc为离散量无功源无功对中枢母线电压灵敏度有名值。进一步地，所述步骤3)中得到的修正公式为本专利技术所达到的有益效果：本专利在传统二级电压控制理论基础上，通过凝聚函数对离散量进行连续化处理，将较为复杂的混合整数规划问题转化为非线性规划问题，充分考虑离散量，一次性求解离散和连续量的协调优化目标函数，同时对离散和连续量生成控制目标，这种处理方式一次性解决了离散量和连续量协调控制问题，且其计算时间也较为迅速，收敛度也较高，有效地提高了区域无功电压控制的精度，降低了区域内无功网损，保证电网无功电压的安全经济运行。具体实施方式下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术是对传统二级电压控制的改进，在对区域内离散量和连续量无功电压协调混合整数规划问题的修正，专利技术的依据是互补理论和凝聚函数方法将离散量光滑化与区域二级电压控制函数，说明如下：由于离散无功设备为离散开关量，可记为：其运行方式满足x(x-1)＝0，这样就可以将离散变量特性转化成连续量加入二次规划中，使该问题转换成连续优化问题，但是对于二次约束二次规划问题，其不满足最优性条件，且这本身也是一个非常难以求解的复杂问题。通过NCP函数来处理离散量线性互补问题，然而NCP函数是非光滑函数，为了解决该问题，本专利采用光滑化处理，通过引进光滑近似函数替代函数，进一步引入凝聚函数对互补约束条件进行光滑逼近，从而将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组，如下表示：φ(x)＝-μln(e-(x-1)/μ+e(x-1)/μ)。采用该凝聚函数扩展二级电压控制，对传统二级电压控制可修正。传统离散量和连续量扩展二级电压控制模型如下表示：式中目标函数Vp和Vpref分别为区域内中枢母线电压值和电压优化目标值；ΔQg和ΔQc分别为连续无功源和离散无功源的无功调整量；Cpg和Cpc分别为连续无功源和离散无功源无功对中枢母线电压灵敏度；约束不等式中Qg、Qc分别为连续和离散无功源当前无功出力；Vp和Qg和Qc和分别为中枢母线电压、连续无功源无功出力、离散无功源无功出力的约束；C'pc为离散量无功源无功对中枢母线电压灵敏度有名值。将离散量平滑化将代入二级电压控制模型，则公式修正为：这样二级电压控制模型从混合整数规划模型转化为非线性规划模型，降低求解难度，实现离散、连续控制变量的协调控制。可见，这种方法将区域二级电压控制目标修正为非线性规划问题，有效对离散量和连续量进行协调计算，将区域无功电压目标计算出最优解。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，包括如下步骤：1)将离散无功设备的运行方式通过连续化函数表示；2)采用光滑近似函数替代NCP函数，引入凝聚函数对互补约束条件进行光滑逼近，将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组；3)将步骤2)得到的非线性方程组带入到二级电压控制模型中进行修正；4)将区域无功电压目标计算出最优解。

【技术特征摘要】
1.一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，包括如下步骤：1)将离散无功设备的运行方式通过连续化函数表示；2)采用光滑近似函数替代NCP函数，引入凝聚函数对互补约束条件进行光滑逼近，将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组；3)将步骤2)得到的非线性方程组带入到二级电压控制模型中进行修正；4)将区域无功电压目标计算出最优解。2.根据权利要求1所述的一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，所述步骤1)中具体内容为：将离散无功设备的运行方式记作x(x-1)＝0，其中，3.根据权利要求2所述的一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，所述在步骤2)中所述离散无功设备的离散量在进行光滑化时，根据互补理论和凝聚函数，将互补约束条件转化为系列光滑的非线性方程组。4.根据权利要求3所述的一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，所得到的非线性方程组为φ(x)＝-μln(e-(x-1)/μ+e(x-1)/μ)，其中μ为光滑参数。5.根据权利要求1所述的一种离散量凝聚函数光滑化与连续量混合二级电压控制求解法，其特征是，所述步骤3)中的二级电压控制模型的表达为：式中目标函数Vp和Vpref分别为区域内中枢母线电压值和电压优化目标值；ΔQg为连续无功源的无功调整量向量，ΔQc为离散无功源的无功调整量向量；为ΔQg的转置向量，为ΔQc的转置向量；h为连续无功源的权重系数，r为离散无功源的权重系数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建华，杨洛，冯煜尧，陈天华，刘福锁，杜磊，徐陆飞，黄华，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国家电网公司，南京南瑞集团公司，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32