專利名稱：一種配電網無功優化方法
技術領域：
本發明屬于電力信息技術領域，其涉及一種配電網無功優化方法，其基小生境權重飛行粒子群優化算法。
背景技術：
風能是廉價的可再生能源，基于風力的發電技術越來越受到人們的關注。由于風存在隨機性，間歇性和不可調控等性質，當風力發電并網的時候，必然會對電力系統的運行造成不可估量的影響。優化運行是智能電網建設的一項重要任務，風電的接入為地區電網運行的優化提供了新的調節手段。目前，我國含風電場的電網都存在著問題電壓質量不夠理想，負荷峰 谷時電壓波動過大。而影響電壓水平重要因素的是無功功率，無功功率的合理分布是保證電壓質量的基本條件。一方面，無功過剩將會抬高系統電壓，過剩的無功在系統中流動，不僅會損耗有功功率，占用輸電線路和設備容量，而且會在線路上產生電壓降落，影響電壓質量和穩定性。另一方面，無功不足會導致系統電壓降低，用電設備不能充分利用，過低的電壓水平甚至會導致電壓崩潰等嚴重事故。所以控制無功的合理流動，保持無功平衡，不僅能保證電壓質量，提高系統運行的安全性和穩定性，而且能降低電能損耗，獲得經濟效益。因此，無功優化作為含風電場電網規劃的一個重要組成部分，通過無功補償，可以實現電網電壓控制、改善電網穩定性、減少網絡損耗及保證有較寬的運行裕度。
發明內容
為了克服現有技術的缺陷，本發明公開了一種配電網無功優化方法，其建立了無功規劃數學模型，并能夠防止粒子后期在最優解附近“振蕩”，并提高了普通算法的速度，且結構簡單、計算量小、可操作較高，并能有效的提高風電系統的節點電壓水平，減小網損。本發明的發明構思是建立無功補償在風電系統中優化配置的數學模型，以無功設備投資和系統有功網損的綜合費用最省作為目標函數，同時將節點電壓越限和發電機無功出力越限以罰函數的方式進行處理。對建立的模型，采用基于小生境權重飛行粒子群算法(NWFPSO)進行補償容量的選取優化，以不但能有效地提高算法的收斂精度和收斂速度，使系統的電壓安全性也得到提高。本發明解決技術問題所采取的技術方案是該方法包括以下幾個步驟(I)給定風電場風速，并在此風速下確定風電機輸出的功率；(2)在含風電場的電力系統中形成節點導納矩陣，設定各節點電壓初值；(3)建立無功規劃的數學模型，包括目標函數、功率約束方程；(4)輸入原始數據，獲取系統節點信息和支路信息，獲取控制變量的個數及各自的取值范圍；(5)將上述數學模型的解看成一個粒子，形成初始種群，獲取粒子群的群體規模等參數，設置最大迭代次數，隨機產生全部粒子及其自身的初始位置和初始速度；
(6)對粒子群中的每個粒子帶入進行潮流計算，計算群中每個粒子的網損，得到各粒子的適應度值和當前最優解PBestu ；(7)帶入小生境權重飛行法(NWFPS0)，調整粒子的速度和位置，計算整個種群適應度。得到各粒子的適應度值和當前最優解PBestu,并跟上次比較，更新最優；(8)對個體粒子中越界點的控制變量進行調整,修正越界狀態變量；(9)若粒子群迭代次數已經達到最大迭代次數或粒子群迄今為止搜索到的最優位置滿足預定的最小適應閾值，則執行步驟(10);若不滿足，則回到步驟(6)；(10)停止迭代，輸出最優解和無功配置。與現有技術相比，本發明的有益效果如下I.建立了無功規劃數學模型·2.能夠防止粒子后期在最優解附近“振蕩”3.提高了普通算法的速度4.結構簡單、計算量小、可操作較高5.有效的提高風電系統的節點電壓水平，減小網損
圖I為本發明具體實施例一種配電網無功優化方法的流程圖；圖2為本發明具體實施例配電網系統圖拓撲結構示意圖。具體的實施方式下方結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的描述
實施例參看圖1，一種配電網無功優化方法，包括以下步驟步驟(I):給定風電場風速，并在此風速下確定風電機輸出的功率；風電場輸出功率的變化源于風速和風向的波動。風速服從威布爾分布，如式(I)所示
權利要求
1.ー種配電網無功優化方法，其基于小生境權重飛行時間粒子群優化算法，其特征在于，包括以下步驟 (1)建立風機的數學模型，給定風電場風速，并在此風速下確定風電機輸出的功率； (2)在含風電場的電カ系統中形成節點導納矩陣，設定各節點電壓初值； (3)建立無功規劃的數學模型，將此數學模型看作是ー個多目標優化問題，其中包括目標函數、功率約束方程； (4)獲取系統節點信息和支路信息，獲取控制變量的個數及各自的取值范圍； (5)將無功功率的數學模型的解看成ー個粒子，形成初始種群，獲取粒子群的群體規模等參數，設置最大迭代次數，隨機產生全部粒子及其自身的初始位置和初始速度； (6)對粒子群中的每個粒子帶入進行潮流計算，計算群中每個粒子的網損，得到各粒子的適應度值和當前最優解PBestid ； (7)運用小生境權重飛行時間粒子群算法，調整粒子的速度Rf和位置ズ^1，計算得到新的適應度值，并更新最優解PBestij ； (8)對個體粒子中越界點的控制變量進行調整，修正越界狀態變量； (9)若粒子群迭代次數已經達到最大迭代次數或粒子群迄今為止搜索到的最優位置滿足預定的最小適應閾值，則執行步驟(10);若不滿足，則回到步驟(6)； (10)停止迭代,輸出最優解和無功配置。
全文摘要
本發明公開一種配電網無功優化方法，包括以下幾個步驟(1)建立風機的數學模型；(2)初始化節點電壓；(3)建立無功規劃數學模型，轉化成多目標優化問題；(4)輸入原始數據；(5)形成初始粒子群，初始化粒子速度和位置；(6)潮流計算，得到粒子適應值和當前最優值；(7)用小生境權重飛行時間法修正粒子速度和位置；(8)計算整個種群適應度，得到適應度值，并更新當前最優解pBestid；(9)對個體粒子中越界點的控制變量進行調整，修正越界狀態變量；；(10)判斷是否滿足終止條件，若滿足則輸出結果，否則返回(6)。
文檔編號H02J3/18GK102856917SQ201210269539
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者王昕 , 李立學, 鄭益慧, 王希, 張忠保, 邵鳳鵬, 柳楊 申請人:上海交通大學, 吉林省電力有限公司延邊供電公司, 國家電網公司