配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法及系统，将配电网每个节点位置处设置的无功补偿设备的容量Q

【技术实现步骤摘要】
配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法及系统


[0001]本专利技术属于配电网无功补偿
，具体涉及一种配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法及系统。

技术介绍

[0002]在我国西部高原山地及偏远地区，广泛存在着以覆盖面积大、负荷密度低、电源点少为主要特征的稀疏型配电网。目前，10kV稀疏型配电网在运行中的诸多问题日益暴露，主要包括：配电网户均投资偏高，经济性差；供电半径长，电压损耗大，电能质量低；负荷变化大，电压调整困难，常规固定无功补偿不满足运行要求等问题。针对以上问题，需对10kV稀疏地区长距离配电线路进行研究，合理布置补偿装置位置、容量，以提升输电能力，优化无功潮流分布，改善系统不平衡度，降低线路损耗，从而延长供电半径，有效提升稀疏型配电网运行的可靠性和经济性。
[0003]现有的无功补偿设备配置方案一般根据单节点的电压跌落水平为依据制定，可以将特定节点的电压控制到理想区间，但对于配电网全局而言却不一定是最优方案，常出现其它节点的电压过高或过低的情况。同时，现有的无功补偿设备配置方案往往不能综合配电网全局电压质量、线路损耗、经济成本等多方面因素，进行无功补偿的选点和容量配置的优化至关重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法，解决了多目标函数的比较问题，通过多个目标函数计算获得排序等级和拥挤度两个指标，避免了人为确定适应度函数的主观因素。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法，将配电网每个节点位置处设置的无功补偿设备的容量Q
i
组成染色体的基因，每一条染色体代表无功补偿设备选址和容量配置的一种方案；采用代表无功补偿方案运行效果及经济性指标的多个目标函数共同构成基因的表现型，作为基因选择的依据；初始化基因的种群，种群代数，给定最大迭代次数；如果当前迭代完成，输出优化结果，选择电压平方偏差最小的方案，确定无功补偿设备的容量及安装位置。
[0007]具体的，如果当前迭代未完成，针对当前种群内所有基因进行非支配排序；针对当前种群内所有排序等级的基因计算个体拥挤度；进行选择、交叉、变异产生子代个体；采用精英保留策略，选择排序等级最小、拥挤度最大的基因，父代和子代基因合并形成新种群，种群代数Gen＝Gen+1，再次判断当前迭代是否完成。
[0008]进一步的，当前种群内所有基因进行非支配排序的步骤如下：
[0009]S301、针对种群中的每个个体，分别调用牛顿拉夫逊法潮流计算程序，计算目标函数VD、PL、QS、N的值；
[0010]S302、计算种群中所有个体的n
p
和集合S
p
，n
p
为个体被支配的次数，Sp为个体支配个体编号的集合；
[0011]S303、令排序等级编号i＝1，将n
p
＝0的个体编号记录于集合F
i
；
[0012]S304、判断F
i
是否为空集，若是，非支配排序算法结束；若否，则跳至步骤S305；
[0013]S305、对于F
i
中的每个个体，S
p
中的每个个体的n
p
＝n
p-1；
[0014]S306、排序等级编号i＝i+1；
[0015]S307、将n
p
＝0的个体编号记录于集合F
i
，跳至步骤S304。
[0016]更进一步的，步骤S301中，计算目标函数值具体为：
[0017]S30101、根据每个基因决定的无功补偿装置安装方式，修改电力网络模型参数；
[0018]S30102、形成电力网络节点导纳矩阵；
[0019]S30103、以平启动的方式给定电压初值e
(0)
、f
(0)
，迭代次数t＝0；
[0020]S30104、按照电路定律求解输入参数的偏差ΔP
(t)
、ΔQ
(t)
、ΔV
2(t)
；
[0021]S30105、检验计算结果是否收敛，若是，输出电力网络各节点的状态参数，并跳至步骤S30108；若否，则跳至步骤S30106；
[0022]S30106、根据电力网络节点导纳矩阵求解其雅各比矩阵，并根据雅各比矩阵求解修正方程式，得到Δe
(t)
、Δf
(t)
；
[0023]S30107、修正各节点电压，t＝t+1，跳至步骤S30104；
[0024]S30108、根据电力网络各节点的状态参数，计算各节点电压偏差、线路损耗、无功补偿装置总容量、无功补偿装置台数，获得目标函数的值。
[0025]更进一步的，步骤S302中，根据Pareto最优的定义，依次比较种群中每个个体与其它个体的关系，并依次记录每个个体的被支配的次数于值n
p
，和记录每个个体的支配的个体的编号于数组Sp。
[0026]进一步的，计算个体拥挤度的步骤如下：
[0027]S401、初始化拥挤度N
d
＝0，目标函数编号m＝1，目标函数个数M＝4；
[0028]S402、判断所有目标函数是否已经计算完毕，若m>M，则输出拥挤度N
d
，算法结束；若否，则跳至步骤S403；
[0029]S403、同等级个体按照目标函数f
m
的大小排序；
[0030]S404、如果个体的目标函数f
m
处于边界f
mmax
或f
mmin
，输出拥挤度N
d
等于无穷大Inf，算法结束。
[0031]更进一步的，步骤S404中，如果个体的目标函数f
m
不处于边界f
mmax
或f
mmin
，计算N
d
，返回步骤S403。
[0032]更进一步的，计算拥挤度N
d
如下：
[0033][0034]其中，f
m
为第m个目标函数的值，x
i+1
为基于第m个目标函数的排序，第i+1个决策变量数组，x
i-1
为基于第m个目标函数的排序，第i-1个决策变量数组，M为目标函数个数。
[0035]本专利技术的另一个技术方案是，一种配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择系统，包括配电网参数输入模块，配电网参数输入模块与无功补偿优化配置算法模块连接，无功补偿优化配置算法模块用于接收配电网参数输入模块发送的各支路阻抗、变压器参
数、各节点的有功和无功数据，通过Pareto最优方法分析无功补偿需求，进行优化计算得出针对配电网的Pareto最优配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.配电网用静止无功发生器容量及安装位置选择方法，其特征在于，将配电网每个节点位置处设置的无功补偿设备的容量Q
i
组成染色体的基因，每一条染色体代表无功补偿设备选址和容量配置的一种方案；采用代表无功补偿方案运行效果及经济性指标的多个目标函数共同构成基因的表现型，作为基因选择的依据；初始化基因的种群，种群代数，给定最大迭代次数；如果当前迭代完成，输出优化结果，选择电压平方偏差最小的方案，确定无功补偿设备的容量及安装位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果当前迭代未完成，针对当前种群内所有基因进行非支配排序；针对当前种群内所有排序等级的基因计算个体拥挤度；进行选择、交叉、变异产生子代个体；采用精英保留策略，选择排序等级最小、拥挤度最大的基因，父代和子代基因合并形成新种群，种群代数Gen＝Gen+1，再次判断当前迭代是否完成。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当前种群内所有基因进行非支配排序的步骤如下：S301、针对种群中的每个个体，分别调用牛顿拉夫逊法潮流计算程序，计算目标函数VD、PL、QS、N的值；S302、计算种群中所有个体的n
p
和集合S
p
，n
p
为个体被支配的次数，Sp为个体支配个体编号的集合；S303、令排序等级编号i＝1，将n
p
＝0的个体编号记录于集合F
i
；S304、判断F
i
是否为空集，若是，非支配排序算法结束；若否，则跳至步骤S305；S305、对于F
i
中的每个个体，S
p
中的每个个体的n
p
＝n
p-1；S306、排序等级编号i＝i+1；S307、将n
p
＝0的个体编号记录于集合F
i
，跳至步骤S304。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S301中，计算目标函数值具体为：S30101、根据每个基因决定的无功补偿装置安装方式，修改电力网络模型参数；S30102、形成电力网络节点导纳矩阵；S30103、以平启动的方式给定电压初值e
(0)
、f
(0)
，迭代次数t＝0；S30104、按照电路定律求解输入参数的偏差ΔP
(t)
、ΔQ
(t)
、ΔV
2(t)
；S30105、检验计算结果是否收敛，若是，输出电力网络各节点的状态参数，并跳至步骤S30108；若否，则跳至步骤S30106；S30106、根据电力网络节点导纳矩阵求解其雅各比矩阵，并根据雅各比矩阵求解修正方程式，得到Δe
(t)
、Δf
(t)
；S30107、修正各节点电压，t＝t+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓军波，郭昱博，朱晓光，李学荣，马丽山，李永斌，韩俊垚，董顺虎，刘小庆，于涛，王磊，陈文君，刘夫达，王生宏，丁元杰，祁明录，魏浩，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网青海省电力公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：