基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法，屬于電網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化投切是電網(wǎng)運(yùn)行中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是基于現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償裝置配置和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，在已知優(yōu)化周期內(nèi)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷功率的前提下，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)確定無(wú)功裝置的最佳投切策略，起到減少網(wǎng)絡(luò)損耗、消除過(guò)載和改善電壓分布的作用。
[0003]在研宄無(wú)功裝置優(yōu)化投切問(wèn)題時(shí)主要有面向時(shí)間斷面的靜態(tài)優(yōu)化和考慮投切次數(shù)限制的全局動(dòng)態(tài)優(yōu)化兩類方法。靜態(tài)優(yōu)化以優(yōu)化時(shí)刻的系統(tǒng)網(wǎng)損最小為目標(biāo)，并考慮各種運(yùn)行約束條件。靜態(tài)優(yōu)化的變量?jī)H為優(yōu)化時(shí)刻各無(wú)功裝置的投入組數(shù)，解空間的規(guī)模較小易于在短時(shí)間內(nèi)獲得優(yōu)化解，并且既可依據(jù)未來(lái)一天的負(fù)荷預(yù)測(cè)值進(jìn)行離線優(yōu)化，也可采用系統(tǒng)的在線負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。但常規(guī)的靜態(tài)優(yōu)化方法存在一個(gè)突出的問(wèn)題:優(yōu)化模型僅以每一時(shí)刻的系統(tǒng)網(wǎng)損最小為目標(biāo)，難以考慮投切次數(shù)限制，優(yōu)化方案往往不具備實(shí)際可操作性。動(dòng)態(tài)優(yōu)化基于未來(lái)一天的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，將一天劃分為若干時(shí)段，以全天各時(shí)段的網(wǎng)損之和最小為目標(biāo)，并將投切次數(shù)限制作為一個(gè)重要的約束條件。動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型的控制變量包括全天各時(shí)段各節(jié)點(diǎn)無(wú)功裝置的投入組數(shù)，控制變量的維數(shù)急劇擴(kuò)大，解空間規(guī)模和計(jì)算量都要比靜態(tài)優(yōu)化大得多，其優(yōu)化求解十分困難。
[0004]在500kV電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，變電站低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切通常由監(jiān)控人員根據(jù)單個(gè)變電站母線的電壓變化情況決定，存在著投切次數(shù)多、調(diào)壓效果差、缺乏全局優(yōu)化等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法，本發(fā)明基于電壓靈敏度建立的投切順序表對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行優(yōu)化投切，在保證所選時(shí)間斷面內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償裝置累計(jì)投切次數(shù)最少的同時(shí)，而且500kV變電站母線電壓滿足上下限要求。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明的基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0008](I)輸入500kV電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、線路、變壓器、負(fù)荷數(shù)據(jù)和無(wú)功補(bǔ)償裝置數(shù)量和容量，輸入需要優(yōu)化的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間斷面數(shù)量、各斷面下電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓和線路功率及無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切策略，投切策略包括最優(yōu)投切策略、最近投切策略和最新投切策略；
[0009](2)基于電壓靈敏度分析方法對(duì)多斷面情況下存在電壓越限問(wèn)題的變電站進(jìn)行分析，確定多時(shí)間斷面下存在電壓越限的變電站，計(jì)算500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)電壓越限變電站的電壓靈敏度，按照靈敏度高低建立所有500kV變電站低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切優(yōu)先順序表；
[0010](3)按照投切順序表對(duì)實(shí)際電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行投切，直至所有500kV變電站的母線電壓滿足運(yùn)行電壓上下限要求；
[0011](4)最終得到多斷面情況下500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置最優(yōu)投切策略和投切記錄。
[0012]步驟(2)-(4)具體包括以下幾個(gè)步驟:
[0013]將需要優(yōu)化的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間斷面數(shù)量設(shè)為T，最優(yōu)投切策略設(shè)為STRtl、最近投切策略設(shè)為STR1和最新投切策略設(shè)為STR2，投切記錄設(shè)為ACT，其中ATIV STRjP STR2包括所有500kV變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切狀態(tài)，所述投切狀態(tài)包括臺(tái)數(shù)和容量;ACT記錄每個(gè)變電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置投切的時(shí)間、臺(tái)數(shù)和容量，將首個(gè)時(shí)間斷面下的500kV無(wú)功補(bǔ)償裝置的狀態(tài)設(shè)置為最新投切策略STR2;t e= 0(t e表示第0個(gè)時(shí)間斷面)；
[0014]stepO:設(shè)置t = 1，表示首個(gè)時(shí)間斷面，將STR2更新至STR # STR1, ACT清空；
[0015]stepl:將STR2代入t斷面下的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算(計(jì)算方法為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述)，將存在母線電壓越限情況的所有500kV變電站記為集合ST^n STA。為空，表明不存在越限情況，轉(zhuǎn)st印2 ;如果STA。不為空，表明存在電壓越限情況，轉(zhuǎn)st印3 ；
[0016]step2: t = t+1，如果 t > T，轉(zhuǎn) step7 ;否則，轉(zhuǎn) stepl ；
[0017]step3:計(jì)算500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)STA。中所有變電站的電壓靈敏度，根據(jù)電壓靈敏度大小建立無(wú)功補(bǔ)償裝置的優(yōu)先投切順序表，按照投切順序表依次投入無(wú)功補(bǔ)償裝置，并進(jìn)行潮流計(jì)算，直至t時(shí)刻斷面下的500kV變電站母線電壓滿足上下限要求，并將投切操作更新至STR2，設(shè)te= t，轉(zhuǎn)step4 ；
[0018]step4:te= t e_l，如 te= 0，轉(zhuǎn) stepO ;否則，轉(zhuǎn) step5 ；
[0019]step5:將STR2代入、斷面下的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷是否存在500kV變電站電壓越限情況，如存在，轉(zhuǎn)step6 ;如不存在，轉(zhuǎn)step4 ；
[0020]step6:比較STRjP STR 2，將不同的無(wú)功裝置投切狀態(tài)更新至ACT，轉(zhuǎn)st印2 ；
[0021]step7:輸出最優(yōu)投切策略STRtl和ACT，結(jié)束計(jì)算。
[0022]所述步驟(3)中，按照投切順序表對(duì)實(shí)際電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行投切，并通過(guò)電力系統(tǒng)專業(yè)分析軟件BPA對(duì)多個(gè)電網(wǎng)斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析計(jì)算，驗(yàn)證是否出現(xiàn)500kV變電站母線電壓的越限，滿足運(yùn)行要求。
[0023]本發(fā)明優(yōu)化后的投切策略在連續(xù)多個(gè)斷面情況下保證500kV母線電壓合理運(yùn)行的同時(shí)，減少了無(wú)功裝置的投切次數(shù)，500kV變電站母線電壓滿足上下限要求，延長(zhǎng)了無(wú)功補(bǔ)償裝置的使用壽命，起到減少網(wǎng)絡(luò)損耗、消除過(guò)載和改善電壓分布的作用，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明的基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明是一種基于電壓靈敏度的多斷面500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償投切策略優(yōu)化方法，其是采用電壓靈敏度計(jì)算方法分析多斷面情況下變電站存在的電壓越限問(wèn)題，從而根據(jù)各變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)母線電壓靈敏度的高低來(lái)決定其投切優(yōu)先順序，得到500kV電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化后的投切策略，減少了投切次數(shù)、改善了調(diào)壓效果、實(shí)現(xiàn)了全局優(yōu)化和電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其具體步驟如下:
[0027](I)確定500kV電網(wǎng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)和無(wú)功補(bǔ)償裝置配置情況，以及待優(yōu)化的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間斷面數(shù)量、斷面數(shù)據(jù)和投切策略。
[0028](2)采用電壓靈敏度分析法對(duì)多斷面情況下存在電壓越限問(wèn)題的變電站進(jìn)行分析，建立全網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切順序表；
[0029]基于電壓靈敏度的計(jì)算方法詳細(xì)流程如下:
[0030]將需要優(yōu)化的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間斷面數(shù)量設(shè)為T，相關(guān)變量包括最優(yōu)投切策略STR。、最近投切策略STRjP最新投切策略STR2，投切操作ACT，其中dTRp STRjP STR 2包括所有500kV變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切狀態(tài)(臺(tái)數(shù)和容量)；ACT記錄每個(gè)變電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置投切的時(shí)間、臺(tái)數(shù)和容量。
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