本發(fā)明屬于變電站，尤其涉及一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、電力電容器是變電站重要的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，合理的無(wú)功配置對(duì)電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

3、當(dāng)前對(duì)變電站無(wú)功補(bǔ)償容量研究較多，但是，在對(duì)電容器進(jìn)行分組配置時(shí)往往較為粗放。以110kv變電站為例，通常做法是確定總補(bǔ)償容量后，將電容器分成2～4組，進(jìn)行等容配置。該方法簡(jiǎn)單便捷，投資成本低，但是，當(dāng)設(shè)備投入運(yùn)行后，容易因電容器無(wú)功調(diào)節(jié)能力低引起變電站無(wú)功差額大，造成系統(tǒng)電壓不滿足要求，有功損耗大。

4、為增強(qiáng)補(bǔ)償設(shè)備無(wú)功調(diào)節(jié)能力，一種解決辦法是將電容器進(jìn)行不等容分組配置。但是，不等容分組電容器運(yùn)行時(shí)，存在設(shè)備頻繁投切的問(wèn)題，容易造成設(shè)備損壞。因此，在實(shí)際進(jìn)行變電站無(wú)功配置時(shí)，往往采用電容器進(jìn)行等容分組配置。但是，隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)加快，光伏、風(fēng)電等新能源近些年得到了快速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)等新型用能設(shè)備開(kāi)始廣泛接入，導(dǎo)致用電需求峰谷差不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力建設(shè)需求明顯增加，變電站常規(guī)無(wú)功配置方式的優(yōu)化改進(jìn)勢(shì)在必行，電容器不等容分組或是其中一種解決方式。但是，如上所述，相較于常規(guī)電容器等容分組方式，不等容分組配置方法存在運(yùn)行時(shí)補(bǔ)償裝置頻繁投切、設(shè)備容易損壞的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)，模擬電容器在典型日負(fù)荷曲線上的運(yùn)行過(guò)程，得到有功損耗、電容器動(dòng)作次數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓合格率等電容器運(yùn)行調(diào)節(jié)成本，采用遺傳算法進(jìn)行求解，得到變電站無(wú)功配置方案，直觀反映電容器的運(yùn)行效果，兼顧了負(fù)荷的波動(dòng)性和時(shí)序性，能夠解決電容器不等容分組無(wú)功調(diào)節(jié)能力和設(shè)備頻繁投切之間的矛盾問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法，其包括：

4、獲取典型日負(fù)荷曲線；

5、初始化種群，種群中的每個(gè)個(gè)體編碼一種電容器組配置方案；

6、采用遺傳算法對(duì)所述種群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)個(gè)體，在優(yōu)化過(guò)程中，模擬種群各個(gè)個(gè)體所對(duì)應(yīng)電容器組配置方案在所述典型日負(fù)荷曲線上投切，得到各目標(biāo)函數(shù)值后，通過(guò)熵權(quán)法得到各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度；

7、將所述最優(yōu)個(gè)體解碼為最優(yōu)電容器組配置方案，進(jìn)行變電站無(wú)功優(yōu)化配置；

8、其中，目標(biāo)函數(shù)包括有功損耗、電容器動(dòng)作次數(shù)和電壓合格率；通過(guò)模擬電容器組配置方案在典型日負(fù)荷曲線上投切，得到典型日負(fù)荷曲線下各時(shí)刻的補(bǔ)償容量和所述電容器動(dòng)作次數(shù)；基于各時(shí)刻的補(bǔ)償容量，結(jié)合主變壓器低壓側(cè)負(fù)荷，通過(guò)牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算，得到所述有功網(wǎng)損和電壓合格率。

9、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)還包括電容器規(guī)劃投資成本，所述電容器規(guī)劃投資成本為電容器組數(shù)和電容器容量加權(quán)和。

10、進(jìn)一步地，所述個(gè)體的適應(yīng)度為：

11、

12、其中，b表示目標(biāo)函數(shù)的個(gè)數(shù)，fj表示歸一化后某個(gè)個(gè)體的第j個(gè)目標(biāo)函數(shù)值，xij表示歸一化后第i個(gè)個(gè)體的第j個(gè)目標(biāo)函數(shù)值，a表示種群中個(gè)體的個(gè)數(shù)。

13、進(jìn)一步地，所述在典型日負(fù)荷曲線上投切的步驟包括：

14、按照從小到大的順序排列電容器單組容量及其形成的檔位；

15、典型日負(fù)荷曲線上初始時(shí)刻電容器檔位默認(rèn)為滿足變電站低壓側(cè)功率因數(shù)大于設(shè)定值且電壓合格的最小檔位；

16、每隔一段時(shí)間，監(jiān)測(cè)變電站低壓側(cè)功率因數(shù)，若不滿足要求，則逐級(jí)投入或退出臨近檔位的電容器組，直至功率因數(shù)或電壓滿足要求。

17、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)，其包括：

18、數(shù)據(jù)獲取模塊，其被配置為：獲取典型日負(fù)荷曲線；

19、初始化模塊，其被配置為：初始化種群，種群中的每個(gè)個(gè)體編碼一種電容器組配置方案；

20、優(yōu)化模塊，其被配置為：采用遺傳算法對(duì)所述種群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)個(gè)體，在優(yōu)化過(guò)程中，模擬種群各個(gè)個(gè)體所對(duì)應(yīng)電容器組配置方案在所述典型日負(fù)荷曲線上投切，得到各目標(biāo)函數(shù)值后，通過(guò)熵權(quán)法得到各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度；

21、配置模塊，其被配置為：將所述最優(yōu)個(gè)體解碼為最優(yōu)電容器組配置方案，進(jìn)行變電站無(wú)功優(yōu)化配置；

22、其中，目標(biāo)函數(shù)包括有功損耗、電容器動(dòng)作次數(shù)和電壓合格率；通過(guò)模擬電容器組配置方案在典型日負(fù)荷曲線上投切，得到典型日負(fù)荷曲線下各時(shí)刻的補(bǔ)償容量和所述電容器動(dòng)作次數(shù)；基于各時(shí)刻的補(bǔ)償容量，結(jié)合主變壓器低壓側(cè)負(fù)荷，通過(guò)牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算，得到所述有功網(wǎng)損和電壓合格率。

23、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)還包括電容器規(guī)劃投資成本，所述電容器規(guī)劃投資成本為電容器組數(shù)和電容器容量加權(quán)和。

24、進(jìn)一步地，所述個(gè)體的適應(yīng)度為：

25、

26、其中，b表示目標(biāo)函數(shù)的個(gè)數(shù)，fj表示歸一化后某個(gè)個(gè)體的第j個(gè)目標(biāo)函數(shù)值，xij表示歸一化后第i個(gè)個(gè)體的第j個(gè)目標(biāo)函數(shù)值，a表示種群中個(gè)體的個(gè)數(shù)。

27、進(jìn)一步地，所述在典型日負(fù)荷曲線上投切的步驟包括：

28、按照從小到大的順序排列電容器單組容量及其形成的檔位；

29、典型日負(fù)荷曲線上初始時(shí)刻電容器檔位默認(rèn)為滿足變電站低壓側(cè)功率因數(shù)大于設(shè)定值且電壓合格的最小檔位；

30、每隔一段時(shí)間，監(jiān)測(cè)變電站低壓側(cè)功率因數(shù)，若不滿足要求，則逐級(jí)投入或退出臨近檔位的電容器組，直至功率因數(shù)或電壓滿足要求。

31、本發(fā)明的第三個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法中的步驟。

32、本發(fā)明的第四個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法中的步驟。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

34、本發(fā)明模擬電容器在典型日負(fù)荷曲線上的運(yùn)行過(guò)程，得到有功損耗、電容器動(dòng)作次數(shù)、節(jié)點(diǎn)電壓合格率等電容器運(yùn)行調(diào)節(jié)成本，采用遺傳算法進(jìn)行求解，得到變電站無(wú)功配置方案，直觀反映電容器的運(yùn)行效果，兼顧了負(fù)荷的波動(dòng)性和時(shí)序性，能夠解決電容器不等容分組無(wú)功調(diào)節(jié)能力和設(shè)備頻繁投切之間的矛盾問(wèn)題。

35、本發(fā)明以功率因數(shù)、電壓、投切間隔等為約束，模擬電容器在典型日負(fù)荷曲線上的運(yùn)行過(guò)程，更加符合工程實(shí)際。

技術(shù)特征：

1.一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)還包括電容器規(guī)劃投資成本，所述電容器規(guī)劃投資成本為電容器組數(shù)和電容器容量加權(quán)和。

3.如權(quán)利要求1所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述個(gè)體的適應(yīng)度為：

4.如權(quán)利要求1所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述在典型日負(fù)荷曲線上投切的步驟包括：

5.一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)還包括電容器規(guī)劃投資成本，所述電容器規(guī)劃投資成本為電容器組數(shù)和電容器容量加權(quán)和。

7.如權(quán)利要求5所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)，其特征在于，所述個(gè)體的適應(yīng)度為：

8.如權(quán)利要求5所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置系統(tǒng)，其特征在于，所述在典型日負(fù)荷曲線上投切的步驟包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法中的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及變電站技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種變電站無(wú)功優(yōu)化配置方法及系統(tǒng)，包括：初始化種群，種群中的每個(gè)個(gè)體編碼一種電容器組配置方案；采用遺傳算法對(duì)種群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)個(gè)體，在優(yōu)化過(guò)程中，模擬種群各個(gè)個(gè)體所對(duì)應(yīng)電容器組配置方案在典型日負(fù)荷曲線上投切，得到各目標(biāo)函數(shù)值后，通過(guò)熵權(quán)法得到各個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度；其中，目標(biāo)函數(shù)包括有功損耗、電容器動(dòng)作次數(shù)和電壓合格率；通過(guò)模擬電容器組配置方案在典型日負(fù)荷曲線上投切，得到典型日負(fù)荷曲線下各時(shí)刻的補(bǔ)償容量和所述電容器動(dòng)作次數(shù)；基于各時(shí)刻的補(bǔ)償容量，通過(guò)牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算，得到有功網(wǎng)損和電壓合格率。能夠解決電容器不等容分組無(wú)功調(diào)節(jié)能力和設(shè)備頻繁投切之間的矛盾問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：趙吉祥,宋新新,王璐璐,何曉宇,荊輝,潘志遠(yuǎn),董乃舟,景坤,王凱,盧鑫鑫,李壯壯,孫磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家電網(wǎng)有限公司技術(shù)學(xué)院分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10