[发明专利]一种接入主动配电网的电容器组选址定容方法

说明书

本发明公开一种接入主动配电网的电容器组选址定容方法，根据主动配电网的拓扑结构和分布式电源接入位置建立网络模型，结合图论建立数学模型；依据电容器组的接入规模Ns，建立维度为2Ns的个体组成的集合，个体前Ns维度为电容器组的补偿容量，后Ns维度为接入位置；根据接入电容器组的配电系统的网络损耗和电容器组运行投资成本两个指标对集合内所有个体进行分级；结合虚拟适应度和分级结果筛选出精英个体，进行交叉、变异，直至达到算法最大迭代次数；通过模糊贴近度从非劣解集中筛选出最优解。本发明可以精确计算出主动配电网无功优化需要的电容器组的容量和位置配置，对于主动配电网的经济运行、提高供电可靠性起到了指导性作用。

技术领域

本发明涉及主动配电网无功优化领域，具体涉及一种接入主动配电网的电容器组选址定容方法。

背景技术

随着电力需求的不断增大，资源短缺问题日益突出，电力行业依赖化石能源发电的集中发电模式亟待改善；而近几年分布式电源的接入大大提高了清洁能源的比重。但是，DG的大量接入给配电网带来了功率流向不定、加大了潮流计算的复杂性、增大配网电压波动等问题。随着DG的接入和智能化水平的提升，如何基于分布式电源的功率输出特性和配电网主动管理技术，实现ADN的无功优化是当前的研究热点。

主动配电网无功优化问题是一个复杂的非线性多目标优化问题，传统的解析法计算量大，精度低，现在，多目标智能算法已经应用于电力领域，并且在非线性多目标优化问题中取得了较好的结果。本发明在当前国内外对于这个问题的研究基础之上，进一步分析研究主动配电网的无功补偿策略，主要探讨主动配电网中传统无功补偿设备的装设方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种接入主动配电网的电容器组选址定容方法，同时考虑网络损耗以及设备的经济性这两个优化目标，构建相关目标函数，考虑了相关约束条件以及控制变量。为寻求最优解，引入模糊贴进度的概念，从非劣解集中得到最优配置结果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

步骤1，根据主动配电网的拓扑结构和分布式电源接入位置建立网络模型，结合图论中相关知识建立数学模型。

步骤2，依据电容器组的接入规模Ns，建立维度为2Ns的个体组成的集合，个体前Ns维度为电容器组的补偿容量，后Ns维度为接入位置。

步骤3，根据接入电容器组的配电系统的网络损耗和电容器组运行投资成本两个指标对集合内所有个体进行分级。

步骤4，结合虚拟适应度和分级结果筛选出精英个体，进行交叉、变异，直至达到算法最大迭代次数。

步骤5，通过模糊贴近度从非劣解集中筛选出最优解。

进一步改进在于，所述的步骤1中的结合主动配电网的拓扑结构和分布式电源接入位置的网络模型与图论相结合，将配电系统按照树的叶子节点分解顺序拆分成独立的单独馈线。

进一步改进在于，所述的步骤2中算法种群中个体的维度为电容器组接入规模Ns的2倍，前Ns存放电容器组的补偿容量，后Ns维度为接入位置。在后续优化过程中位置和容量同时按照最优方向变化，提高寻优精度。

进一步改进在于，所述的步骤3以接入电容器组的配电系统的网络损耗和电容器组运行投资成本为双优化目标函数，其中网络损耗是主动配电网优化过程中首先要考虑的优化目标，其目标函数表达式为：

其中，P_LOSS—系统网络损耗；U_i—节点i电压幅值大小；G_ij,B_ij—节点i,j之间线路导纳参数；δ_ij—节点i,j之间的电压相位角(超前/滞后)之差；n—节点数。