[发明专利]海上油田群电网的功率优化控制方法

权利要求书

1.一种海上油田群电网的功率优化控制方法，包括：

（1）、建立功率优化控制的数学模型：

；

数学模型中，目标函数为：

，其中ω_c为发电燃料费用的权重系数，为机组发电燃料费用，ω_loss为有功网损的权重系数，为系统有功网损，为无功平衡的权重系数，为无功平衡；ω_v为电压残差的权重系数，为电压残差；

数学模型中，等式约束为：

;

其中，为节点i注入的发电有功功率，为节点i的负载有功功率，为节点i注入的发电无功功率，为节点i的负载无功功率，为节点i和节点j间的互电导，为节点i和节点j间的互电纳；、分别为各节点电压横分量和纵分量，为系统节点数；

数学模型中，不等式约束为：

各支路输送容量约束：；其中，为系统支路数，为节点i和节点j直接交换功率的最大值；

电压约束：；其中，、分别表示节点i电压幅值的下限和上限；

数学模型中，控制变量上下限为：

；

；

；

；

；

其中，表示各台发电机的有功功率，、分别表示各台发电机有功功率的最大值和最小值，表示各台发电机的无功功率，、分别表示各台发电机无功出力的最大值和最小值，表示含带载可调分接头变压器的变比，、分表表示各变压器变比的最大值和最小值， 表示电抗器的投切状态，表示精致同步补偿器的无功功率，、分别表示各精致同步补偿器的无功功率的最大值和最小值；为系统内发电机数目，为系统内变压器数目，系统内电抗器数目，为系统为精致同步补偿器数目；

（2）、功率优化控制的求解：

采用内点法进行求解，用离散变量分步规整法来确定各离散控制变量，具体如下：

首先将各离散变量当作连续变量进行求解，然后按照顺序对各个离散变量分别进行就近取整，在处理的过程中，按照既定的顺序，处理完排序靠前的离散变量后，将其固定，再次进行优化潮流计算，根据求解结果，对下一个离散变量进行就近规整。

2.根据权利要求1所述的海上油田群电网的功率优化控制方法，其特征在于：通过调整权重系数、、、的大小，实现下述方式之一的控制方式：

（1）以系统有功网损为优化目标；

（2）以系统电压残差为优化目标；

（3）以系统发电燃料费用为优化目标； 

（4）以系统发电燃料费用和有功网损为综合优化目标；

（5）以系统发电燃料费用、有功网损和无功平衡为综合优化目标；

（6）以系统发电燃料费用、有功网损和电压残差为综合优化目标；

（7）以系统发电燃料费用、有功网损、无功平衡和电压残差为综合优化目标。

3.根据权利要求1或2所述的海上油田群电网的功率优化控制方法，其特征在于：所述的发电燃料费用按如下步骤得出：

将单台发电燃料费用采用多次函数进行模拟：

，式中，为机组有功功率，为发电燃料费用系数；

以二次函数为例，单台发电燃料费用函数为：

，其中，，；

则总的发电燃料费用为：

。

4.根据权利要求1或2所述的海上油田群电网的功率优化控制方法，其特征在于：所述的无功平衡，其中，表示海缆首端的无功功率，表示海缆末端的无功功率，功率的方向为从海缆首端到末端；为使目标函数连续可微，将指标定义为：。

5.根据权利要求1或2所述的海上油田群电网的功率优化控制方法，其特征在于：所述的电压残差是指各节点电压与其设定电压之间差的绝对值加权和，即：；为使目标函数连续可微，可将指标定义为：，其中，为中枢点电压幅值，为不同节点电压的比例系数。