基于有载调压变压器的电网运行优化方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于有载调压变压器的电网运行优化方法、装置及介质，包括：将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型；对所述电路模型进行分析，获得变压器两端电压、相角之间的关系以及流过变压器的有功功率和无功功率；获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程；基于所述电路模型，根据预设约束条件，得到线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程；根据所述线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程、电网各节点的有功功率方程和无功功率方程，调节有载调压变压器的分抽头，以实现电网潮流和电压的调整。本发明专利技术能够减少求解运行优化方案的计算量并缩短其计算时间，为电网运行优化提供参考依据，降低网络损耗。降低网络损耗。降低网络损耗。

【技术实现步骤摘要】
基于有载调压变压器的电网运行优化方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及电力系统的电网运行和控制
，尤其涉及一种基于有载调压变压器的电网运行优化方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]电网运行中，发电、输电、配电、用电几乎同时发生。为了确保电网稳定运行，电源与负荷必须保证实时的动态平衡。然而，负荷是时刻变化的，与时间、气温、政策等因素相关。除了调整电源发电功率以外，还需要时刻监测并调整无功补偿、节点电压等变量，使电网运行在相对较优的状态。
[0003]有载调压变压器(On
‑
Load Tap Changer,OLTC)，是电力系统运行过程中调节潮流和电压的重要元件。与普通的变压器不同，OLTC一般在高压侧配备分抽头，即便在系统带负载运行过程中，也能通过调整分抽头位置的方式，改变自身的变比，从而实现电网潮流和电压的调整。
[0004]分析OLTC分抽头的调整对电网的影响，从而制定合理的运行方式使电网运行在相对较好的状态，对电网调度运行是十分有意义的。然而，由于OLTC本身存在的只能离散调节和调节次数存在限制这两个特性，使得建立的OLTC模型存在离散变量和绝对值约束，这往往需要付出较大的计算代价(计算量、计算时间)才能得到电网的运行优化方案，尤其是不能准确得到OLTC分抽头的调节次数限制，使得电网运行时会频繁调节OLTC分抽头，这会对电网造成冲击，威胁电网的安全运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于有载调压变压器的电网运行优化方法、装置及介质，以解决现有技术计算量大及计算时间长的问题，本专利技术能够方便快捷地分析有载调压变压器的最优运行方式，为电网运行优化提供参考依据，降低网络损耗，保证电网的安全运行。
[0006]本专利技术实施例提供一种基于有载调压变压器的电网运行优化方法，包括：
[0007]将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型；
[0008]对所述电路模型进行分析，以获取所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系；
[0009]根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率；
[0010]根据所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程；
[0011]基于所述电路模型，根据预设约束条件，得到线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程；
[0012]根据所述线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程、所述电网各节点的有功功率方程和无功功率方程，调节有载调压变压器的分抽头，以实现电网潮流和电压的调整。
[0013]进一步地，所述将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型，包括：
[0014]在有载调压变压器支路ij上增加虚拟节点m，将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型，所述理想变压器和所述恒阻抗通过所述虚拟节点m连接。
[0015]进一步地，所述对所述电路模型进行分析，以获取所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，包括：
[0016]所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系如下式：
[0017]V
i
(t)＝V
m
(t)
·
T
ij
(t)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0018]T
ij
(t)＝T
ijmin
+n
ij
(t)
·
α
step
ꢀꢀꢀ
(2)
[0019]δ
m
(t)＝δ
i
(t)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0020]其中，V
i
(t)和δ
i
(t)分别为节点i的电压幅值和相角；V
m
(t)和δ
m
(t)为虚拟节点m的电压幅值和相角；T
ij
(t)和T
ijmin
分别为支路ij上的理想变压器的变比及其最小值；n
ij
(t)＝0，1，2，...，N
T
是一个整数变量，代表有载调压变压器分抽头位置的数值，其最大值为N
T
；α
step
是分抽头的调整步长。
[0021]进一步地，所述根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，包括：
[0022]根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系、有载调压变压器支路的潮流关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率；
[0023]所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率包括为从节点i流向节点j的有功功率和无功功率、从虚拟节点m流向节点j的有功功率和无功功率、从节点j流向节点i的有功功率和无功功率及从节点j流向虚拟节点m的有功功率和无功功率；
[0024]所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率如下式：
[0025][0026][0027][0028][0029]其中，P
ij
(t)和Q
ij
(t)分别为从节点i流向节点j的有功功率和无功功率；P
mj
(t)和Q
mj
(t)分别为从虚拟节点m流向节点j的有功功率和无功功率；P
ji
(t)和Q
ji
(t)分别为从节点
j流向节点i的有功功率和无功功率；P
jm
(t)和Q
jm
(t)分别为从节点j流向虚拟节点m的有功功率和无功功率；V
m
(t)和δ
m
(t)分别为虚拟节点m的电压幅值和相角；V
j
(t)和δ
j
(t)分别为节点j的电压幅值和相角；b
ij
和g
ij
分别为支路ij的电导和电纳。
[0030]进一步地，所述根据所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程，包括：
[0031]将所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率代入极坐标形式的节点潮流方程，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程；
[0032]所述电网各节点的有功功率方程和无功功率方程如下式：
[0033][0034][0035]其中，P
Si
(t)和Q
Si
(t)分别为平衡节点注入的有功功率和无功功率；P
Gi
(t)和Q
Gi
(t)分别为节点i的发电机注入的有功功率和无功功率；P
Li
(t)和Q
Li
(t)分别为节点i的负荷吸收的有功功率和无功功率；Q
Ci
(t)为节点i的无功补偿装置注入的无功功率；V
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有载调压变压器的电网运行优化方法，其特征在于，包括：将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型；对所述电路模型进行分析，以获取所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系；根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率；根据所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程；基于所述电路模型，根据预设约束条件，得到线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程；根据所述线性形式的有载调压变压器的调节次数限制方程、所述电网各节点的有功功率方程和无功功率方程，调节有载调压变压器的分抽头，以实现电网潮流和电压的调整。2.如权利要求1所述的基于有载调压变压器的电网运行优化方法，其特征在于，所述将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型，包括：在有载调压变压器支路ij上增加虚拟节点m，将有载调压变压器分解为由理想变压器和恒阻抗组成的电路模型，所述理想变压器和所述恒阻抗通过所述虚拟节点m连接。3.如权利要求2所述的基于有载调压变压器的电网运行优化方法，其特征在于，所述对所述电路模型进行分析，以获取所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，包括：所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系如下式：V
i
(t)＝V
m
(t)
·
T
ij
(t)
ꢀꢀꢀꢀ
(1)T
ij
(t)＝T
ijmin
+n
ij
(t)
·
α
step
ꢀꢀꢀꢀ
(2)δ
m
(t)＝δ
i
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，V
i
(t)和δ
i
(t)分别为节点i的电压幅值和相角；V
m
(t)和δ
m
(t)为虚拟节点m的电压幅值和相角；T
ij
(t)和T
ijmin
分别为支路ij上的理想变压器的变比及其最小值；n
ij
(t)＝0，1，2，...，N
T
是一个整数变量，代表有载调压变压器分抽头位置的数值，其最大值为N
T
；α
step
是分抽头的调整步长。4.如权利要求2所述的基于有载调压变压器的电网运行优化方法，其特征在于，所述根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，包括：根据所述理想变压器两端的电压幅值和相角关系、有载调压变压器支路的潮流关系，计算流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率；所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率包括为从节点i流向节点j的有功功率和无功功率、从虚拟节点m流向节点j的有功功率和无功功率、从节点j流向节点i的有功功率和无功功率及从节点j流向虚拟节点m的有功功率和无功功率；所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率如下式：
其中，P
ij
(t)和Q
ij
(t)分别为从节点i流向节点j的有功功率和无功功率；P
mj
(t)和Q
mj
(t)分别为从虚拟节点m流向节点j的有功功率和无功功率；P
ji
(t)和Q
ji
(t)分别为从节点j流向节点i的有功功率和无功功率；P
jm
(t)和Q
jm
(t)分别为从节点j流向虚拟节点m的有功功率和无功功率；V
m
(t)和δ
m
(t)分别为虚拟节点m的电压幅值和相角；V
j
(t)和δ
j
(t)分别为节点j的电压幅值和相角；b
ij
和g
ij
分别为支路ij的电导和电纳。5.如权利要求2所述的基于有载调压变压器的电网运行优化方法，其特征在于，所述根据所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程，包括：将所述流过有载调压变压器支路的有功功率和无功功率代入极坐标形式的节点潮流方程，获取电网各节点的有功功率方程和无功功率方程；所述电网各节点的有功功率方程和无功功率方程如下式：所述电网各节点的有功功率方程和无功功率方程如下式：其中，P
Si
(t)和Q
Si
(t)分别为平衡节点注入的有功功率和无功功率；P
Gi
(t)和Q
Gi
(t...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓卓明，林璧媛，洪潮，周保荣，姚文峰，郭知非，
申请(专利权)人：广州医科大学，
类型：发明
国别省市：