一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法及相关装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法及相关装置，包括：获取电力系统的系统参数；根据所述系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；根据所述系统参数确定所述电力系统稳定运行的约束条件；根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。该方法考虑安全校核的问题，能够在保证电力系统安全稳定的情况下，最大限度地减少电能在有功网损及无功支出费用，最大限度地节省电网运行调度费用，实现电网经济最大化，且应用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法及相关装置
本申请涉及电力系统控制
，尤其涉及一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法及相关装置。
技术介绍
对电力系统无功功率进行优化调度与控制可以改善系统电压质量，减少电能传输损耗，从而保证电力系统的安全经济运行。无功优化是一个非线性、多时段、大规模的动态优化问题，传统的无功优化算法主要有线性规划法、非线性规划法和动态规划法等，但上述无功优化算法存在“维数灾”的缺陷，即只考虑了线损和无功费用，没有考虑安全校核的问题，所以应用范围有限。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法及相关装置，该方法考虑安全校核的问题，能够在保证电力系统安全稳定的情况下，最大限度地减少电能在有功网损及无功支出费用，最大限度地节省电网运行调度费用，实现电网经济最大化，且应用范围较广。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法，包括：获取电力系统的系统参数；根据所述系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；根据所述系统参数确定所述电力系统稳定运行的约束条件；根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。优选地，所述优化算法为粒子群优化算法或蛙跳算法。优选地，所述准则包括N-1原则和\或N-2原则。优选地，所述的方法，还包括：对安全性不满足预置要求的所有无功优化方案进行优化，并将经优化后满足预置要求的无功优化方案作为规划运行预备方案。优选地，所述优化算法为蛙跳算法；根据预置的优化算法进行迭代计算具体包括：对初始化的多个无功优化方案进行种群演化；将所述电力系统无功优化目标函数作为适应度函数，并计算种群演化后的每个无功优化方案的适应度值；按预设比例淘汰适应度值排序在后的部分无功优化方案；获取剩余所有无功优化方案中适应度值的最大差值，并判断所述最大差值与最大适应度值的比例是否小于阈值，若小于，则结束迭代计算，否则继续执行上述步骤。优选地，所述约束条件包括潮流等式约束、PQ节点电压安全约束、发电机节点无功范围约束、功补偿节点的无功装设容量约束、变压器分接头位置变化范围约束、PV节点电压安全约束、电容器投切次数限制约束、压器分接头变化次数约束。本申请第二方面提供一种电力市场背景下电力系统无功优化的装置，包括：参数获取单元，用于获取电力系统的系统参数；表达式确定单元，用于根据所述系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；约束条件确定单元，用于根据所述系统参数确定所述电力系统稳定运行的约束条件；优化单元，用于根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。优选地，所述优化单元具体包括：种群演化子单元，用于对初始化的多个无功优化方案进行种群演化；适应度值计算单元，用于将所述电力系统无功优化目标函数作为适应度函数，并计算种群演化后的每个无功优化方案的适应度值；筛选单元，用于按预设比例淘汰适应度值排序在后的部分无功优化方案；结束单元，用于获取剩余所有无功优化方案中适应度值的最大差值，并判断所述最大差值与最大适应度值的比例是否小于阈值，若小于，则结束迭代计算，否则继续执行上述步骤。本申请第三方面提供一种电力系统无功优化的设备，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行本申请第一方面所述的任意一种电力系统无功优化方法。本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本申请第一方面所述的任意一种电力系统无功优化方法。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，提供了一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法，包括：获取电力系统的系统参数；根据系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；根据系统参数确定电力系统稳定运行的约束条件；根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案；本申请实施例通过预置的准则对无功优化方案进行安全性的判定，使得最终确定的无功优化方案能够满足安全性的要求，能够在保证电力系统安全稳定的情况下，最大限度地减少电能在有功网损及无功支出费用，最大限度地节省电网运行调度费用，实现电网经济最大化，且应用范围较广。附图说明图1为本申请实施例中电力市场背景下电力系统无功优化的方法的流程示意图；图2为本申请实施例中电力市场背景下电力系统无功优化的装置的结构流程图；图3为本申请实施例中一种电力系统节点系统的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，本申请实施例中电力市场背景下电力系统无功优化的方法的流程示意图。本申请第一方面提供了一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法，包括：101，获取电力系统的系统参数。需要说明的是，电力系统的系统参数一般包括节点信息、支路信息、控制变量个数和相关参数的取值范围，具体可以包括：各支路电阻、电抗及1/2充电电纳，各变压器变比和分级步长，并联电容电纳上下限，分机步长和档数，无功可调发电机出力上下限值节点电压限值。102，根据系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式。需要说明的是，表达式可以为其中，λloss为有功网损边际价格；Ploss为电力系统的有功功率损耗；SG为电力系统的发电机集合；fQk(QGk)为第k个非发电公司所属无功电源的无功支出费用，λloss、fQk(QGk)可由电力市场实时电价系统的电力市场电价信息确定，Ploss可由潮流分析求得。另外，可以理解的是，不同发电机的无功代价不同，因此可采用发电机发送无功的分段报价形式计算fQk(QGk)。例如，在本申请实施例中，采用发电机无功分3段报价进行计算的形式，计算公式如下：其中，a、b、c为各段无功报价系数，由发电公司决定；QGk发电机的无功输出，由发电机实时无功发电量决定；QGkN为发电机的额定无功输出。103，根据系统参数确定电力系统稳定运行的约束条件。可以理解的是，约束条件包括多种，具体可以根据实际需要进行设定。104，根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。可以理解的是，本申请实施例最终确定的最优无功优化方案的安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法，其特征在于，包括：获取电力系统的系统参数；根据所述系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；根据所述系统参数确定所述电力系统稳定运行的约束条件；根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。

【技术特征摘要】
1.一种电力市场背景下电力系统无功优化的方法，其特征在于，包括：获取电力系统的系统参数；根据所述系统参数及预置的电力市场电价信息确定以有功网损和无功费用最小为电力系统无功优化目标函数的表达式；根据所述系统参数确定所述电力系统稳定运行的约束条件；根据预置的优化算法进行迭代计算，并根据预置的准则对迭代计算结束后的每个无功优化方案进行安全性的判定，然后从安全性满足预置要求的所有调度方案中确定最优无功优化方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化算法为粒子群优化算法或蛙跳算法。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准则包括N-1原则和\或N-2原则。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对安全性不满足预置要求的所有无功优化方案进行优化，并将经优化后满足预置要求的无功优化方案作为规划运行预备方案。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化算法为蛙跳算法；根据预置的优化算法进行迭代计算具体包括：对初始化的多个无功优化方案进行种群演化；将所述电力系统无功优化目标函数作为适应度函数，并计算种群演化后的每个无功优化方案的适应度值；按预设比例淘汰适应度值排序在后的部分无功优化方案；获取剩余所有无功优化方案中适应度值的最大差值，并判断所述最大差值与最大适应度值的比例是否小于阈值，若小于，则结束迭代计算，否则继续执行上述步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括潮流等式约束、PQ节点电压安全约束、发电机节点无功范围约束、功补偿节点的无功装设容量约束、变压器分接头位置变化范围约束、PV节点电压安全约束、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子泳，皮杰，伍双喜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力调度控制中心，武汉大学，
类型：发明
国别省市：广东,44