[发明专利]基于改进最优覆盖法的智能变电站无功优化配置方法

说明书

技术领域

本发明属于智能变电站无功优化配置技术领域，更具体地涉及一种基于改进最优覆盖法的智能变电站无功优化配置方法。

背景技术

智能电网是未来电网发展方向，涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息等各个环节。其中智能变电站是智能电网的基础，是整个电网安全、可靠运行的重要环节。智能电网对电能质量、线损及电压稳定提出了更高的要求，要求智能变电站的无功能实现实时就地控制。采用单一的电容器分组补偿略显乏力，不能实现无功的实时就地平衡原则；而完全配置动态无功补偿装置初期投资大，也不符合经济性原则，故需要考虑将电容器与动态无功补偿装置共同配置于变电站并进行协调优化。但目前关于电容器与动态无功补偿装置协调优化配置的研究还不多见。

变电站的无功优化配置是优化规划类问题，主要研究无功补偿装置的配置位置、类型、容量的确定。目前通常研究的是补偿点的确定、电容器分组优化及总容量的确定问题。姚小寅等^[1]提出考虑电压稳定的电力系统并利用电压稳定性及灵敏度分析来确定补偿点的位置；刘方等^[2]将优化配置问题中的投资及有功损耗统一为经济最优问题，并辅以电网安全的约束，采用优化的方法进行处理；王佳贤等^[3]提出一种电容器等容优化分组方法，根据变电站全年无功负荷统计出无功概率分布曲线，采用最优覆盖思想建立电容器组优化分组模型，并通过全局搜索进行寻优。但是以上现有技术均只考虑单一补偿类型，未将动态无功补偿装置与电容器相配合进行研究考虑。

文中涉及如下参考文献：

[1]姚小寅等.电力系统无功源最佳配置地点的研究[J].电力系统自动,1999,23(3)：12-15.

[2]刘方等.基于遗传算法和内点法的无功优化混合策略[J].中国电机工程学报,2005,25(15)：67-72.

[3]王佳贤等.多负荷水平下的配电网无功优化规划方法[J].电网技术,2008,32(19):56-61.

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明考虑电容器组和动态无功补偿装置的协调配置，并提出了一种基于改进最优覆盖法的智能变电站无功优化配置方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

基于改进最优覆盖法的智能变电站无功优化配置方法，将电容器组和动态无功补偿装置安装于智能变电站低压侧母线上，包括步骤：

步骤1，根据智能变电站的历史无功数据生成年无功负荷曲线，基于年无功负荷曲线和概率分布原理，获得无功负荷概率曲线及其函数表达式，所述的无功负荷概率曲线反映了无功负荷及概率分布的关系；

步骤2，采用电容器组对无功负荷概率曲线与坐标轴构成的区域进行阶梯式覆盖，采用动态无功补偿装置对无功负荷概率曲线与坐标轴构成的未覆盖区域进行平滑覆盖；

步骤3，根据失配面积函数获得无功的年损耗费用，根据投资成本函数获得设备的年损耗费用，无功的年损耗费用和设备的年损耗费用之和为综合年损耗费用，以综合年损耗费用最小为目标函数；

步骤4，根据目标函数采用遗传算法获得优化配置方案。

步骤1进一步包括子步骤：

1.1根据智能变电站的历史无功数据生成年无功负荷曲线；

1.2对年无功负荷曲线进行采样，无功负荷采样值从0开始逐渐增加预设增量，获得各无功负荷采样值对应的采样点；

1.3针对各采样点a，统计无功负荷采样值大于采样点a无功负荷采样值的采样点数b，采样点数b与采样点总数的比值即为采样点a的概率分布值，从而获得无功负荷采样值及其对应的概率分布值，无功负荷采样值及其对应的概率分布值构成离散点；

1.4对离散点拟合获得无功负荷概率曲线及其函数表达式f(Q)，Q表示无功负荷。

当等容分组的电容器组和动态无功补偿装置对智能变电站进行无功补偿时：所述的失配面积函数f₁为：