一种无功优化方法、系统、存储介质及计算设备技术方案

本发明专利技术公开了一种无功优化方法、系统、存储介质及计算设备，本发明专利技术根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值，将预想故障下暂态电压安全中非线性的动态无功约束转化为代数约束，并加入到无功优化模型中，解决了考虑动态无功约束后无功优化模型求解困难的问题，通过加入新约束的无功优化模型，可实现电网当前运行方式无功优化计算，为存在电压安全风险的电网及时采取有效控制措施提供了可靠的方法，提高了大电网安全稳定经济运行水平。全稳定经济运行水平。全稳定经济运行水平。

【技术实现步骤摘要】
一种无功优化方法、系统、存储介质及计算设备


[0001]本专利技术涉及一种无功优化方法、系统、存储介质及计算设备，属于电力系统自动化


技术介绍

[0002]无功优化是指电力系统网架结构、电气设备参数及负荷一定的情况下，通过对变压器的变比、电容电抗器的投退、动态无功补偿设备的无功出力等变量进行优化，在满足潮流方程约束以及状态变量和控制变量不等式约束条件下，使电力系统的有功网损最小的无功调节方法，是提高电网电能质量、保证电力系统安全稳定经济运行的重要手段。现有无功优化方法中，随着预想故障集规模的扩大以及暂态电压安全中动态无功约束的非线性性，导致考虑动态无功约束后无功优化模型求解存在巨大困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种无功优化方法、系统、存储介质及计算设备，解决了现有无功优化方法中考虑动态无功约束后无功优化模型难以求解的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种无功优化方法，包括：
[0006]对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度；
[0007]根据各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，获得预想故障集的薄弱母线集、以及各薄弱母线的约束故障；其中，各薄弱母线的约束故障为各薄弱母线暂态电压恢复裕度最低的预想故障；
[0008]根据动态无功补偿设备对薄弱母线集中各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线的有效动态无功补偿设备；
[0009]按预设的步长控制各薄弱母线近区的无功补偿电容器逐步退出，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式；
[0010]根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值；
[0011]根据各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值构建新约束，采用加入新约束的无功优化模型进行无功优化。
[0012]对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，包括：
[0013]对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的电压响应曲线；
[0014]根据各预想故障后母线的电压响应曲线，计算各预想故障后母线的暂态电压恢复
裕度。
[0015]计算各预想故障下母线的暂态电压恢复裕度，公式为：
[0016][0017]其中，TVRM
p,q
为预想故障p后母线q的暂态电压恢复裕度，t0为预想故障p清除时刻，t
h
为大扰动后母线电压恢复到阈值V
mit
以上的时间，V0为预想故障p前母线q的初始电压，V(t)为预想故障p后t时刻的母线q电压，t1为母线q电压恢复到V
mit
的时刻，V(t
h
)为预想故障p后t
h
时刻的母线q电压。
[0018]根据各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，获得预想故障集的薄弱母线集、以及各薄弱母线的约束故障，包括：
[0019]将各预想故障后暂态电压恢复裕度最低的母线分别作为各预想故障的关键母线，将暂态电压恢复裕度小于门槛值的关键母线作为薄弱母线，获得预想故障集的薄弱母线集；针对各薄弱母线对应的预想故障，将薄弱母线暂态电压恢复裕度最低的预想故障作为薄弱母线的约束故障。
[0020]按预设的步长控制各薄弱母线近区的无功补偿电容器逐步退出，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式，包括：
[0021]以一组无功补偿电容器的容量为预设步长，每退出一组无功补偿电容器后，对各薄弱母线对应的约束故障进行仿真，计算约束故障后各薄弱母线的暂态电压恢复裕度，直到暂态电压恢复裕度小于门槛值，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式。
[0022]根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值，公式为：
[0023][0024]其中，Q
k,max
为第k个薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值，N
k
为第k个薄弱母线的有效动态无功补偿设备数量，λ
l,k
为第l个有效动态无功补偿设备对第k个薄弱母线的无功电压灵敏度，Q
l,eff
为临界运行方式下第l个有效动态无功补偿设备的无功功率。
[0025]新约束为：
[0026][0027]其中，Q
k,max
为第k个薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值，N
k
为第k个薄弱母线的有效动态无功补偿设备数量，λ
l,k
为第l个有效动态无功补偿设备对第k个薄弱母线的无功电压灵敏度，Q
l,fact
为第l个有效动态无功补偿设备的无功功率，M为预想故障
集的薄弱母线数量。
[0028]一种无功优化系统，包括：
[0029]仿真模块，对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度；
[0030]薄弱母线模块，根据各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，获得预想故障集的薄弱母线集、以及各薄弱母线的约束故障；其中，各薄弱母线的约束故障为各薄弱母线暂态电压恢复裕度最低的预想故障；
[0031]有效动态无功补偿设备模块，根据动态无功补偿设备对薄弱母线集中各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线的有效动态无功补偿设备；
[0032]临界运行方式模块，按预设的步长控制各薄弱母线近区的无功补偿电容器逐步退出，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式；
[0033]最大动态无功限值模块，根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值；
[0034]优化模块，根据各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值构建新约束，采用加入新约束的无功优化模型进行无功优化。
[0035]一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行无功优化方法。
[0036]一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行无功优化方法的指令
[0037]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值，将预想故障下暂态电压安全中非线性的动态无功约束转化为代数约束，并加入到无功优化模型中，解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无功优化方法，其特征在于，包括：对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度；根据各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，获得预想故障集的薄弱母线集、以及各薄弱母线的约束故障；其中，各薄弱母线的约束故障为各薄弱母线暂态电压恢复裕度最低的预想故障；根据动态无功补偿设备对薄弱母线集中各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线的有效动态无功补偿设备；按预设的步长控制各薄弱母线近区的无功补偿电容器逐步退出，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式；根据临界运行方式下有效动态无功补偿设备的无功功率和有效动态无功补偿设备对各薄弱母线的无功电压灵敏度，确定各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值；根据各薄弱母线有效动态无功补偿设备的最大动态无功限值构建新约束，采用加入新约束的无功优化模型进行无功优化。2.根据权利要求1所述的一种无功优化方法，其特征在于，对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，包括：对电网当前运行方式的预想故障集进行仿真，获得各预想故障后母线的电压响应曲线；根据各预想故障后母线的电压响应曲线，计算各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度。3.根据权利要求2所述的一种无功优化方法，其特征在于，计算各预想故障下母线的暂态电压恢复裕度，公式为：其中，TVRM
p,q
为预想故障p后母线q的暂态电压恢复裕度，t0为预想故障p清除时刻，t
h
为大扰动后母线电压恢复到阈值V
mit
以上的时间，V0为预想故障p前母线q的初始电压，V(t)为预想故障p后t时刻的母线q电压，t1为母线q电压恢复到阈值V
mit
的时刻，V(t
h
)为预想故障p后t
h
时刻的母线q电压。4.根据权利要求1所述的一种无功优化方法，其特征在于，根据各预想故障后母线的暂态电压恢复裕度，获得预想故障集的薄弱母线集、以及各薄弱母线的约束故障，包括：将各预想故障后暂态电压恢复裕度最低的母线分别作为各预想故障的关键母线，将暂态电压恢复裕度小于门槛值的关键母线作为薄弱母线，获得预想故障集的薄弱母线集；针对各薄弱母线对应的预想故障，将薄弱母线暂态电压恢复裕度最低的预想故障作为薄弱母
线的约束故障。5.根据权利要求1所述的一种无功优化方法，其特征在于，按预设的步长控制各薄弱母线近区的无功补偿电容器逐步退出，获得各薄弱母线在约束故障下的临界运行方式，包括：以一组无功补偿电容器的容量为预设步长，每退出一组无功补偿电容器后，对各薄弱母线对应的约束故障进行仿真，计算约束故障后各薄弱母线的暂态电压恢复裕度，直到暂态电压恢复裕度小于门槛值，获得各薄弱母...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，李杰，罗峰，刘辉，周瑞，王海云，许晓彤，王冠男，夏小琴，杨莉萍，阮晶晶，程海兴，陈颖杰，陈鹏，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：