[发明专利]一种含分布式能源的电力网络无功优化方法在审

专利信息
申请号: 201710622809.1 申请日: 2017-07-27
公开(公告)号: CN107230978A 公开(公告)日: 2017-10-03
发明(设计)人: 孙淑琴;王翀;李永彬 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: H02J3/00 分类号: H02J3/00;H02J3/18;H02J3/06;H02J3/38
代理公司: 沈阳铭扬联创知识产权代理事务所(普通合伙)21241 代理人: 屈芳
地址: 130012 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 分布式 能源 电力 网络 无功 优化 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及电力网络无功优化领域,具体地来讲为一种含分布式能源的电力网络无功优化方法。

背景技术

长期以来,电力网络系统一直以传统的发电模式为主,即依靠一次能源。虽然这种模式可以保证大容量的用电需求,但由于经济的发展和用户生活质量的提高,其缺陷也越来越明显。比如:针对发生局部故障导致的停电现象,传统模式无法快速修复以保证用户的用电需求。传统模式定型后就不能轻易改变,无法随用户需求的变化而动态变化,造成资源的不必要浪费。一次能源为主的传统模式对环境的污染越发严重,而一次能源的储量也在急速下降,使传统模式处于瓶颈期等。由此可见,电力网络重构已成为一种愈演愈热的趋势,而以清洁能源为主的分布式能源则成为并网的最佳选择。

分布式能源是指安装在用户侧的中小型发电装置。其容量在几兆瓦至几十兆瓦不等。既可以孤立运行,只为用户提供电能;也可以接入电力网络一起运行,为整个系统提供电能。主要以近乎零污染的能源为主,凭借一定的经济性、可靠性、灵活性和环保性等优势,可以弥补传统发电模式所出现的缺陷,实现电力行业和用户之间的双赢。为此,这是解决电力发展问题的最佳选择。而在电力网络加入分布式能源会对原有系统产生诸多无法忽视的影响。比如:改变原有模式的潮流分布,使功率、电压及网损等发生不可小觑的改变;而接入不同的容量及不同的补偿点产生的影响也会千差万别。为此,需要对加入分布式能源的电力网络进行无功优化,使重构网络具有更高的可靠性和合理性。因此,含分布式能源的电力网络的无功优化对于解决电力发展问题具有十分重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种含分布式能源的电力网络无功优化方法,对加入分布式能源的电力网络进行无功优化,使重构网络具有更高的可靠性和合理性。

本发明是这样实现的,

一种含分布式能源的电力网络无功优化方法,该方法包括:

步骤1:以总无功优化和总有功网损的加权值最小为目标函数建立重构网络的数学模型;

步骤2:输入电力网络的原始数据;

步骤3:设置粒子群原始参数并初始各粒子的速度和位置;

步骤4:电力网络通过牛顿-拉夫逊法计算潮流;

步骤5:计算粒子的适应度值;

步骤6:更新个体极值和最优极值;

步骤7:判断终止条件,若没有达到终止条件,则更新粒子位置和速度并返回步骤4;若满足终止条件,则直接输出重构结果。

进一步地,所述目标函数的数学表达式为:

其中,F是目标函数值,lanbda是加权系数,Ri、Pi、Qi和Ui分别是第i条支路的电阻、有功功率、无功功率和节点电压;

功率约束条件:

Pmin≤PD≤Pmax

Qmin≤QD≤Qmax

其中,PD和QD为分布式能源的有功出力和无功出力,Pmin和Pmax为系统有功出力的最小值和最大值,Qmin和Qmax为系统无功出力的最小值和最大值;

节点电压约束条件:

Uimin≤Ui≤Uimax,i=1,2,…,n

其中,Ui、Uimax和Uimin分别为节点i的电压值及电压的上下限值。

进一步地,所述节点选自PV节点作为风电和光伏接入的节点类型。

进一步地,所述步骤4:电力网络通过牛顿-拉夫逊法计算潮流的步骤为:

(1):根据节点电流和节点电压形成导纳矩阵Y,设定各节点电压的初值电压相位δ(0)、幅值U(0)

(2):将以上电压初值代入功率误差方程,求取误差函数实部值ΔPi(0)和误差函数虚部值

(3):将电压初值再代入修正方程式的矩阵形式,求解雅可比矩阵中的各个元素;

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