[发明专利]计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法

说明书

本发明公开了一种计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法，计及不同故障时配电网敏感负荷电压暂降特征的不确定性，建立电压暂降随机经济损失模型；考虑静止同步补偿器和动态电压恢复器的工作特性，基于阻抗矩阵建立多类型补偿设备的数学模型，以补偿设备安装运行总成本及电压暂降经济损失最小为目标函数，应用人工免疫算法对多类型补偿设备进行优化配置，改善配电网电压质量和补偿设备配置的经济性，具有一定的工程实用价值。

技术领域

本发明实施例涉及电能质量控制与分析技术领域，尤其涉及一种计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法。

背景技术

随着经济发展和高精密设备的广泛应用，用户对电压质量的要求越来越高。电压暂降会造成敏感设备的不正常运行，从而给工业生产造成巨大的经济损失。因此，不论从保证电力系统的安全、经济运行角度，还是从保证设备安全的角度，迫切需要对电力系统中的电压暂降加以治理，及时应对系统内电压暂降的发生，分析故障发生时系统内的电压暂降分布与各节点的期望电压暂降特征，进而采取必要的防治补偿措施。

为了有效应对电压暂降发生与传播对敏感电力用户影响，提高城市电网的安全可靠性，需要开展综合防治补偿设备的配置研究。考虑到电压暂降防治设备的类型和补偿能力不同与电压暂降对于不同负荷的影响特征差异，对于电压暂降补偿设备的装置的配置需对补偿设备的类型、接入位置、接入容量进行优化。此外，考虑到工程实际，优电压暂降综合防治补偿方案还需兼顾方案的投资成本与电网运行的经济效益。

发明内容

本发明提供一种计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法，考虑电压暂降发生的不确定性，建立多类型补偿设备接入后的电压暂降经济损失的随机模型。同时兼顾系统内的电压暂降经济损失成本与补偿设备的配置运行成本，利用人工免疫算法对补偿设备的接入位置、接入容量和接入类型进行优化。该方法计及了电压暂降的随机性，分析了不同补偿设备对于改善电压暂降的工作特性，以一定时间周期内经济性最优为目标进行配置，更符合工程实际。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法，所述方法包括：

S10、根据电力系统阻抗矩阵建立静止同步补偿器和动态电压恢复器的补偿模型，提出静止同步补偿器和动态电压恢复器在电力系统不同位置接入时的补偿能力计算方法；

S20、结合不同故障类型下的补偿设备模型，建立电力系统内任意位置发生故障时的电压暂降解析式；

S30、根据电压暂降解析式建立关于故障位置的电压暂降幅值分布的概率密度函数，以故障位置在线路上的概率分布反映电压暂降在不同暂降幅值的概率分布，计算不同电压区间的期望暂降频次及经济损失；

S40、以补偿设备的安装和运行成本及电压暂降经济损失最小为目标函数，以补偿设备容量限制为约束，建立优化配置模型，运用人工免疫算法进行优化求解；

S50、生成初始种群，进行种群免疫操作，包括选择、克隆、变异和克隆抑制，刷新种群，直至满足收敛条件，得到优化配置方案。

进一步地，所述计及电压暂降经济损失不确定性的补偿设备优化配置方法中，所述步骤S10包括：

S101、将静止同步补偿器(Static Synchronous CoMP1908580ensator，STATCOM)视为电力系统中的一个可控电流源，基于阻抗矩阵的补偿模型可表示为：

式中，N为系统内的节点数，I_sh为STATCOM发出的补偿电流，I_k为故障电流；

(a)三相接地短路故障